JP2002537621A - 光屈折性ポリマーでの消去可能／再書込可能光学データの貯蔵 - Google Patents
光屈折性ポリマーでの消去可能／再書込可能光学データの貯蔵Info
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Abstract
(57)【要約】
パルスまたは連続波モードいずれかで操作されるレーザー（１０）からのレーザー光線が光学系（１１−１８）によって光屈折性ポリマー材料（３２）に焦点合わせされて、材料の２−フォトン励起を引き起こしてデータを記録し、これは、引き続いて、紫外線または可視スペクトルに波長を有する放射線で当該材料を照射することによって消去して、記録されたデータを消去することができる消去可能／再書込可能光学データ貯蔵方法が提供される。また、該方法で用いられる比較的狭い吸収バンドを有する新しい光屈折性ポリマー材料も開示される。
Description
【０００１】 本発明は、光学データ貯蔵、さらに詳しくは、光屈折性ポリマーで消去可能／
再書き込み可能な三次元光学データの貯蔵に関する。
再書き込み可能な三次元光学データの貯蔵に関する。
【０００２】 多層（三次元）光学メモリーは、ますます、高密度光学データ貯蔵デバイスの
開発で注目すべき分野となった。多層記録を利用するシステムは、慣用的光学デ
ータ貯蔵デバイスよりも１００ないし１０，０００倍高い記録密度を達成するこ
とができる。
開発で注目すべき分野となった。多層記録を利用するシステムは、慣用的光学デ
ータ貯蔵デバイスよりも１００ないし１０，０００倍高い記録密度を達成するこ
とができる。
【０００３】 三次元（３Ｄ）ビット光学データ貯蔵における２−フォトン励起の使用は、記
録されたビットの用量を低下させることによって、所与の材料において密度を増
加させるその能力のため成長した。２−フォトン励起の確立は入射光の二乗強度
に比例し；この効果は焦点の小さな領域内でのみ励起を生じる。その結果、隣接
するデータ層の間でクロストークは少ない。２−フォトン励起のもう１つの利点
は、より多くの層が容量材料の深さにそって記録できるように、赤外線波長の照
射光線の利用による多重散乱の低下である。
録されたビットの用量を低下させることによって、所与の材料において密度を増
加させるその能力のため成長した。２−フォトン励起の確立は入射光の二乗強度
に比例し；この効果は焦点の小さな領域内でのみ励起を生じる。その結果、隣接
するデータ層の間でクロストークは少ない。２−フォトン励起のもう１つの利点
は、より多くの層が容量材料の深さにそって記録できるように、赤外線波長の照
射光線の利用による多重散乱の低下である。
【０００４】 何年かにわたって、異なる材料が、２−フォトン励起下で３Ｄビットデータ貯
蔵で用いられてきた。光重合性および光脱色材料に記録された２−フォトン３Ｄ
ビットは、記録密度が１立方センチメートル当たりテラビットに達し得ることを
示した；あいにくと、両材料は消去可能でない。Ｃｏｒｎｅｌｌ Ｒｅｓｅａｒ
ｃｈ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ， Ｉｎｃ．に譲渡された米国特許第５，２８９，
４０７号は、コヒーデント光のビームを用いて検体ゲルの２−フォトン光重合を
引き起こし、まわりのゲル材料とは異なる屈折率を有するゲル中の重合した材料
のビードを生じさせる３Ｄ光学データ貯蔵方法を開示する。しかしながら、この
変化は不可逆的であり、従って、データビットは消去可能でない。
蔵で用いられてきた。光重合性および光脱色材料に記録された２−フォトン３Ｄ
ビットは、記録密度が１立方センチメートル当たりテラビットに達し得ることを
示した；あいにくと、両材料は消去可能でない。Ｃｏｒｎｅｌｌ Ｒｅｓｅａｒ
ｃｈ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ， Ｉｎｃ．に譲渡された米国特許第５，２８９，
４０７号は、コヒーデント光のビームを用いて検体ゲルの２−フォトン光重合を
引き起こし、まわりのゲル材料とは異なる屈折率を有するゲル中の重合した材料
のビードを生じさせる３Ｄ光学データ貯蔵方法を開示する。しかしながら、この
変化は不可逆的であり、従って、データビットは消去可能でない。
【０００５】 異性体状態で変化を受けるフォトクロミック材料および２−フォトン励起に際
して屈折率の変化を生じるフォトクロミックポリマーは共に消去可能な材料であ
る。かなり興味深いもう１つのタイプの材料は光屈折性材料である。光屈折性の
効果の結果、照明に際して電荷の空間的分布によって誘導される焦点における屈
折率の変調がもたらされる。
して屈折率の変化を生じるフォトクロミックポリマーは共に消去可能な材料であ
る。かなり興味深いもう１つのタイプの材料は光屈折性材料である。光屈折性の
効果の結果、照明に際して電荷の空間的分布によって誘導される焦点における屈
折率の変調がもたらされる。
【０００６】 光屈折性材料における屈折率のそのような変化は、媒体を再度放射線で照射し
て、電荷の均一な再分布を生じさせ、記録された情報を消去することによって逆
行させることができるのが判明している。しかしながら、これは、従前には、製
造に費用がかかる光屈折性結晶、例えば、ニョーブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）
で達成されたにすぎない。
て、電荷の均一な再分布を生じさせ、記録された情報を消去することによって逆
行させることができるのが判明している。しかしながら、これは、従前には、製
造に費用がかかる光屈折性結晶、例えば、ニョーブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）
で達成されたにすぎない。
【０００７】 従って、比較的安価な材料に光学データを書き込み、および消去する方法を提
供するのが望ましい。
供するのが望ましい。
【０００８】 本発明の１つの態様において、 焦点合わせ可能なコヒーデント光のビームを生じさせ； 光屈折性ポリマー材料に該ビームを焦点合わせして、該ビームの焦点において
該材料の２−フォトン励起を引き起こし、それにより、焦点において屈折率を変
調してデータを記録し；次いで、 該材料を放射線で照射して記録されたデータを消去する； ことを特徴とする光学データを書き込み、および消去する方法が提供される。
該材料の２−フォトン励起を引き起こし、それにより、焦点において屈折率を変
調してデータを記録し；次いで、 該材料を放射線で照射して記録されたデータを消去する； ことを特徴とする光学データを書き込み、および消去する方法が提供される。
【０００９】 本発明のもう１つの態様により、 光屈折性ポリマー材料にコヒーデント光のビームを焦点合わせして、該ビーム
の焦点において該材料の２−フォトン励起を引き起こし、それにより、焦点にお
いて屈折率を変調してデータを書き込み； 該材料に放射線を照射して記録されたデータを消去し； 光屈折性材料にコヒーデント光のもう１つのビームを焦点合わせして、該ビー
ムの焦点において該材料の２−フォトン励起を引き起こし、それにより、焦点に
おいて屈折率を変調して光屈折性材料にデータを再度書き込む； ことを特徴とする光屈折性ポリマー材料に光学データを書き込み、および再度書
き込む方法が提供される。
の焦点において該材料の２−フォトン励起を引き起こし、それにより、焦点にお
いて屈折率を変調してデータを書き込み； 該材料に放射線を照射して記録されたデータを消去し； 光屈折性材料にコヒーデント光のもう１つのビームを焦点合わせして、該ビー
ムの焦点において該材料の２−フォトン励起を引き起こし、それにより、焦点に
おいて屈折率を変調して光屈折性材料にデータを再度書き込む； ことを特徴とする光屈折性ポリマー材料に光学データを書き込み、および再度書
き込む方法が提供される。
【００１０】 本発明の方法においては、２−フォトン励起は焦点において電荷の空間的分布
の変化を生じさせ、それにより、焦点において材料の屈折率を変調する。
の変化を生じさせ、それにより、焦点において材料の屈折率を変調する。
【００１１】 好ましくは、該方法で用いられる光屈折性ポリマー材料は、紫外線（ＵＶ）ま
たは可視光線スペクトルにおける電磁気放射線での照射が、データビットを形成
する電荷の空間的分布の均一な再分布を生じて、記録されたデータを消去するよ
うなものである。該光屈折性ポリマーは、好ましくは、電磁気スペクトルの紫外
線ないし可視領域において狭いバンドのみにおいて放射線を吸収するように配置
される。狭い吸収バンドの生成は、読み出しプロセスからの、または入射紫外線
からの（例えば、日光からの）劣化に対する材料の感受性を減少させるであろう
。
たは可視光線スペクトルにおける電磁気放射線での照射が、データビットを形成
する電荷の空間的分布の均一な再分布を生じて、記録されたデータを消去するよ
うなものである。該光屈折性ポリマーは、好ましくは、電磁気スペクトルの紫外
線ないし可視領域において狭いバンドのみにおいて放射線を吸収するように配置
される。狭い吸収バンドの生成は、読み出しプロセスからの、または入射紫外線
からの（例えば、日光からの）劣化に対する材料の感受性を減少させるであろう
。
【００１２】 レーザーはパルスモードで用いることができるか、あるいは連続波レーザーを
用いて、光屈折性材料の２−フォトン励起によってデータを書き込むことができ
る。超短パルスレーザー光線が典型的には２−フォトン励起で用いられる。なぜ
ならば、２−フォトン励起の協働的性質は、効果的な励起を生じさせるための高
ピークパワーレーザーの使用を必要とする。しかしながら、超短パルスレーザー
の使用は記録デバイスのコストを増加させ、コンパクトなシステムを生み出すの
を困難とする。本発明者らは、連続波（ＣＷ）照射下での２−フォトン励起が可
能であることを示した。ＣＷ励起に必要な平均パワーは、超短パルス照射と比較
してほぼ２オーダーの大きさだけ増大するが、連続波照射の使用は速くて低コス
トでコンパクトな消去可能２−フォトン３Ｄビット光学データ貯蔵システムが達
成されるのを可能とする。
用いて、光屈折性材料の２−フォトン励起によってデータを書き込むことができ
る。超短パルスレーザー光線が典型的には２−フォトン励起で用いられる。なぜ
ならば、２−フォトン励起の協働的性質は、効果的な励起を生じさせるための高
ピークパワーレーザーの使用を必要とする。しかしながら、超短パルスレーザー
の使用は記録デバイスのコストを増加させ、コンパクトなシステムを生み出すの
を困難とする。本発明者らは、連続波（ＣＷ）照射下での２−フォトン励起が可
能であることを示した。ＣＷ励起に必要な平均パワーは、超短パルス照射と比較
してほぼ２オーダーの大きさだけ増大するが、連続波照射の使用は速くて低コス
トでコンパクトな消去可能２−フォトン３Ｄビット光学データ貯蔵システムが達
成されるのを可能とする。
【００１３】 光屈折性材料は、好ましくは、紫外線ないし可視領域に吸収を供する色原体を
含む。該ポリマーは、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を供する
感光性材料をドープすることもできる。１つの具体例において、該ポリマーはポ
リ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）を含むことができる。もう１つの好ま
しい態様において、該ポリマーはポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）を
含むことができる。これらのポリマーの各々は、２，４，７−トリニトロ−９−
フルオレノン（ＴＮＦ）のごとき感光性材料をドープすることができる。１つの
好ましい色原体は、やはり、紫外線ないし可視領域において吸収および電気−光
学効果を供する２，５−ジメチル−４−（ｐ−ニトロフェニルアゾ）アニソール
（ＤＭＮＰＡＡ）である。該ポリマー材料は、該材料のガラス転移温度を低下さ
せるためにＮ−エチルカルバゾール（ＥＣＺ）のごとき可塑剤を含むこともでき
る。
含む。該ポリマーは、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を供する
感光性材料をドープすることもできる。１つの具体例において、該ポリマーはポ
リ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）を含むことができる。もう１つの好ま
しい態様において、該ポリマーはポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）を
含むことができる。これらのポリマーの各々は、２，４，７−トリニトロ−９−
フルオレノン（ＴＮＦ）のごとき感光性材料をドープすることができる。１つの
好ましい色原体は、やはり、紫外線ないし可視領域において吸収および電気−光
学効果を供する２，５−ジメチル−４−（ｐ−ニトロフェニルアゾ）アニソール
（ＤＭＮＰＡＡ）である。該ポリマー材料は、該材料のガラス転移温度を低下さ
せるためにＮ−エチルカルバゾール（ＥＣＺ）のごとき可塑剤を含むこともでき
る。
【００１４】 本発明においては、データの記録されたビットは、光屈折性ポリマー材料の吸
収バンドの縁または外部の波長のコヒーデント光の源を利用する共焦点顕微鏡、
微分干渉コントラスト（ＤＩＣ）顕微鏡および／または位相顕微鏡を使用するこ
とによって読み出すことができる。
収バンドの縁または外部の波長のコヒーデント光の源を利用する共焦点顕微鏡、
微分干渉コントラスト（ＤＩＣ）顕微鏡および／または位相顕微鏡を使用するこ
とによって読み出すことができる。
【００１５】 本発明のさらなる態様により、消去可能な光学データ貯蔵方法で用いられる光
屈折性ポリマー材料が提供され、該光屈折性ポリマー材料は電磁気スペクトルの
紫外線ないし可視領域に吸収を供し、ここに、光屈折性材料の吸収バンドは、２
フォトン励起によるデータの記録、吸収バンドの縁または外部のコヒーデント光
の源によるデータのビットの読み出し、および吸収バンド内の放射線での照射に
よるデータのビットの消去を可能とするようなものである。該ポリマー材料は、
好ましくは、ＰＶＫまたはＰＭＭＡのごときポリマーを含む。該材料は、電磁気
スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を供する色原体を含むことができる。
所望により、該ポリマーは、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を
供する感光性材料でドープすることもでき、可塑剤を添加して該材料のガラス転
移温度を低下させることができる。
屈折性ポリマー材料が提供され、該光屈折性ポリマー材料は電磁気スペクトルの
紫外線ないし可視領域に吸収を供し、ここに、光屈折性材料の吸収バンドは、２
フォトン励起によるデータの記録、吸収バンドの縁または外部のコヒーデント光
の源によるデータのビットの読み出し、および吸収バンド内の放射線での照射に
よるデータのビットの消去を可能とするようなものである。該ポリマー材料は、
好ましくは、ＰＶＫまたはＰＭＭＡのごときポリマーを含む。該材料は、電磁気
スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を供する色原体を含むことができる。
所望により、該ポリマーは、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を
供する感光性材料でドープすることもでき、可塑剤を添加して該材料のガラス転
移温度を低下させることができる。
【００１６】 好ましくは、本発明の第２の態様による新しい光屈折性ポリマー材料は、光屈
折性ポリマー材料の全重量の以下の範囲のパーセント内に実質的に入る量で以下
の材料のうちの少なくともいくつかを含む： ２５％−１００％のＰＶＫまたはＰＭＭＡのごときポリマー； ０％−６０％のＤＭＮＰＡＡのごとき色原体； ０％−５％のＴＮＦのごとき感光性材料；および ０％−４０％のＥＣＺのごとき可塑剤。
折性ポリマー材料の全重量の以下の範囲のパーセント内に実質的に入る量で以下
の材料のうちの少なくともいくつかを含む： ２５％−１００％のＰＶＫまたはＰＭＭＡのごときポリマー； ０％−６０％のＤＭＮＰＡＡのごとき色原体； ０％−５％のＴＮＦのごとき感光性材料；および ０％−４０％のＥＣＺのごとき可塑剤。
【００１７】 ３Ｄ光学データ貯蔵システムを生じさせる２−フォトン励起下の再書込可能／
消去可能３Ｄビット光学データ貯蔵のための記録材料として安価な光屈折性ポリ
マーを用いる本発明の好ましい具体例は、今や、添付の図面を参照し、実施例に
よって記載される。
消去可能３Ｄビット光学データ貯蔵のための記録材料として安価な光屈折性ポリ
マーを用いる本発明の好ましい具体例は、今や、添付の図面を参照し、実施例に
よって記載される。
【００１８】 再書込可能／消去可能３Ｄビット光学データ貯蔵を示すのに使用されてきた新
しい光屈折性ポリマー材料の１つの例は、スペクトルの紫外線ないし可視領域で
吸収を供する光屈折性材料２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン（ＴＮＦ
）をドープしたポリマーのポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）である。
該光屈折性材料は、色原体として、やはり紫外線ないし可視領域に吸収を供する
２，５−ジメチル−４−（ｐ−ニトロフェニルアゾ）アニソール（ＤＭＮＰＡＡ
）も含む。以前の実験と比較したこの実験においては、ランダムに向した色原体
は、重合および操作の間に電場（ポーリング）を適用することによって整列され
なかった。該材料のポーリングは、ポリマーの表面を横切っての磁場の創製を要
する。そのような均一な磁場は、大きなポリマー試料の表面を横切って維持する
のが困難であり、新しい光屈折性ポリマーの製造の複雑性を増加させる。最後に
、Ｎ−エチルカルバゾール（ＥＣＺ）を添加して、該材料のガラス転移温度を低
下させた。材料ＤＭＮＰＡＡ：ＰＶＫ：ＥＣＺ：ＴＮＦの１つの好ましい濃度は
、光屈折性材料の全重量の重量％で５０：３３：１６：１であるが、構成材料の
異なる割合を前記で特定した範囲内で用いることもできるのか認識されよう。全
ての材料をテフロン（登録商標）キャストで合わせ、次いで、９０℃で２日間に
わたってＰＶＫを重合することによって、厚み１００μｍの均一なフイルムを製
造した。得られたポリマーブロックを切断し、研磨して、実験で用いた試料を得
た。
しい光屈折性ポリマー材料の１つの例は、スペクトルの紫外線ないし可視領域で
吸収を供する光屈折性材料２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン（ＴＮＦ
）をドープしたポリマーのポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）である。
該光屈折性材料は、色原体として、やはり紫外線ないし可視領域に吸収を供する
２，５−ジメチル−４−（ｐ−ニトロフェニルアゾ）アニソール（ＤＭＮＰＡＡ
）も含む。以前の実験と比較したこの実験においては、ランダムに向した色原体
は、重合および操作の間に電場（ポーリング）を適用することによって整列され
なかった。該材料のポーリングは、ポリマーの表面を横切っての磁場の創製を要
する。そのような均一な磁場は、大きなポリマー試料の表面を横切って維持する
のが困難であり、新しい光屈折性ポリマーの製造の複雑性を増加させる。最後に
、Ｎ−エチルカルバゾール（ＥＣＺ）を添加して、該材料のガラス転移温度を低
下させた。材料ＤＭＮＰＡＡ：ＰＶＫ：ＥＣＺ：ＴＮＦの１つの好ましい濃度は
、光屈折性材料の全重量の重量％で５０：３３：１６：１であるが、構成材料の
異なる割合を前記で特定した範囲内で用いることもできるのか認識されよう。全
ての材料をテフロン（登録商標）キャストで合わせ、次いで、９０℃で２日間に
わたってＰＶＫを重合することによって、厚み１００μｍの均一なフイルムを製
造した。得られたポリマーブロックを切断し、研磨して、実験で用いた試料を得
た。
【００１９】 再書込可能／消去可能３Ｄビット光学データ貯蔵で用いられてきた新しい光屈
折性ポリマー材料のもう１つの例は、スペクトルの紫外線ないし可視領域で吸収
を供する感光性材料２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン（ＴＮＦ）をド
ープしたポリマーのポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）である。光屈折
性材料は、色原体として、紫外線ないし可視領域にやはり吸収を供する２，５−
ジメチル−４−（ｐ−ニトロフェニルアゾ）アニソール（ＤＭＮＰＡＡ）も含む
。この実験においては、ランダムに向いた色原体は、重合および操作の間に電場
（ポーリング）を適用することによって整列されなかった。そのようなポーリン
グ電場は必要ない。なぜならば、高数開口対物レンズによって生じる焦点におけ
る局所電場は、対物レンズ開口にわたって入射光のそれよりも５オーダーの大き
さだけ大きいからである。この局所電場は、検出可能な電気−機械効果を誘導す
るのに十分強力である。
折性ポリマー材料のもう１つの例は、スペクトルの紫外線ないし可視領域で吸収
を供する感光性材料２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン（ＴＮＦ）をド
ープしたポリマーのポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）である。光屈折
性材料は、色原体として、紫外線ないし可視領域にやはり吸収を供する２，５−
ジメチル−４−（ｐ−ニトロフェニルアゾ）アニソール（ＤＭＮＰＡＡ）も含む
。この実験においては、ランダムに向いた色原体は、重合および操作の間に電場
（ポーリング）を適用することによって整列されなかった。そのようなポーリン
グ電場は必要ない。なぜならば、高数開口対物レンズによって生じる焦点におけ
る局所電場は、対物レンズ開口にわたって入射光のそれよりも５オーダーの大き
さだけ大きいからである。この局所電場は、検出可能な電気−機械効果を誘導す
るのに十分強力である。
【００２０】 最後に、Ｎ−エチルカルバゾール（ＥＣＺ）を添加して、材料のガラス転移温
度を低下させた。使用した材料ＤＭＮＰＡＡ：ＰＭＭＡ：ＥＣＺ：ＴＮＦの１つ
の好ましい濃度は光屈折性材料の全重量の重量％で１０：７３：１６：１であっ
たが、構成材料の異なる割合を前記特定範囲内で用いることができることが認識
されるであろう。全材料をテフロン（登録商標）キャスト中で合わせ、次いで、
該ＰＭＭＡを６５℃の温度で２日間にわたって重合することによって、厚み１０
０μｍの均一なフイルムを製造した。得られたポリマーブロックを切断し、研磨
して実験で用いた試料を得た。
度を低下させた。使用した材料ＤＭＮＰＡＡ：ＰＭＭＡ：ＥＣＺ：ＴＮＦの１つ
の好ましい濃度は光屈折性材料の全重量の重量％で１０：７３：１６：１であっ
たが、構成材料の異なる割合を前記特定範囲内で用いることができることが認識
されるであろう。全材料をテフロン（登録商標）キャスト中で合わせ、次いで、
該ＰＭＭＡを６５℃の温度で２日間にわたって重合することによって、厚み１０
０μｍの均一なフイルムを製造した。得られたポリマーブロックを切断し、研磨
して実験で用いた試料を得た。
【００２１】 図１は、キセノンアークランプ光源を用いてＯｒｉｅｌ ＵＶ−Ｖｉｓ分光光
度計で検出したＰＶＫに基づく新しい光屈折性ポリマー材料の１００μｍ厚み試
料の吸収バンドを示す。ＰＭＭＡに基づく光屈折性ポリマー材料の吸収バンドは
ほとんど同一である。
度計で検出したＰＶＫに基づく新しい光屈折性ポリマー材料の１００μｍ厚み試
料の吸収バンドを示す。ＰＭＭＡに基づく光屈折性ポリマー材料の吸収バンドは
ほとんど同一である。
【００２２】 図１より、新しい材料の吸収バンドの最大は３８０−６００ｎｍ内であること
が分かる。従って、８００ｎｍの赤外波長のレーザー光線を記録プロセスで用い
て、４００ｎｍで２−フォトン励起を生じさせることができる。記録用の波長は
約７５０ｎｍないし約１２００ｎｍの範囲内に実質的に入ることができる。吸収
バンドは６３０ｎｍの波長をほぼカットオフするので、約６３０ｎｍないし約１
２００ｎｍの波長の範囲を選択して、単一−または２−フォトン励起を蒙ること
なく記録された光屈折性データビットを読み出すことができる。約７５０ｎｍの
波長を用いることができる。但し、読み出しビームのパワーは、単一または２−
フォトン励起を引き起こさないように十分低いものとする。
が分かる。従って、８００ｎｍの赤外波長のレーザー光線を記録プロセスで用い
て、４００ｎｍで２−フォトン励起を生じさせることができる。記録用の波長は
約７５０ｎｍないし約１２００ｎｍの範囲内に実質的に入ることができる。吸収
バンドは６３０ｎｍの波長をほぼカットオフするので、約６３０ｎｍないし約１
２００ｎｍの波長の範囲を選択して、単一−または２−フォトン励起を蒙ること
なく記録された光屈折性データビットを読み出すことができる。約７５０ｎｍの
波長を用いることができる。但し、読み出しビームのパワーは、単一または２−
フォトン励起を引き起こさないように十分低いものとする。
【００２３】 図２を参照し、光屈折性ポリマー材料におけるデータのビームの２フォトン記
録のための光学システムが示される。記録システムは、レーザー（１０）、コン
ピューター（２０）にリンクした機械的シャッター（１１）、レンズ（１２，１
３）、ピンホール開口（１４）、もう１つの開口（１６）、および対物レンズ（
１８）を含む。共焦点幾何学読み出しでは、システムは、ビームスプリッター（
２２）、さらなるレンズ（２４）、もう１つのピンホール開口（２６）およびや
はりコンピューター（２０）にリンクしたディテクター（２８）を含む。光屈折
性材料（３２）の試料の設置のために三次元走査ステージ（３０）が設けられる
。走査ステージ（３０）はコンピューター（２０）制御下でｘ、ｙおよびｚ方向
に移動することができる。
録のための光学システムが示される。記録システムは、レーザー（１０）、コン
ピューター（２０）にリンクした機械的シャッター（１１）、レンズ（１２，１
３）、ピンホール開口（１４）、もう１つの開口（１６）、および対物レンズ（
１８）を含む。共焦点幾何学読み出しでは、システムは、ビームスプリッター（
２２）、さらなるレンズ（２４）、もう１つのピンホール開口（２６）およびや
はりコンピューター（２０）にリンクしたディテクター（２８）を含む。光屈折
性材料（３２）の試料の設置のために三次元走査ステージ（３０）が設けられる
。走査ステージ（３０）はコンピューター（２０）制御下でｘ、ｙおよびｚ方向
に移動することができる。
【００２４】 記録プロセスにおいて、Ｓｐｅｃｔｒａ−Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｔｓｕｎａｍｉ
Ｔｉ：サァファイアレーザー（１０）を光屈折性ポリマー試料（３２）に焦点合
わせした。レーザーはパルスモードで用いて、ＰＶＫ光屈折性ポリマー材料に図
３および４のビットパターンを記録した。モード−ロッキング操作において、レ
ーザーはパルス幅８０ｆｓおよび平均パワー８００ｍＷの超短パルス光線を生じ
させることができる。レーザーは連続波（ＣＷ）モードで操作して、ＰＭＭＡ光
屈折性ポリマー材料に図５および６のパターンを記録した。各場合において、レ
ーザーの波長は８００ｎｍに合わせ、これは試料の主要吸収バンドの波長の２倍
に対応する。図１中の吸収曲線から、我々は、８００ｎｍの波長において単一−
フォトン吸収はなく、２−フォトン吸収のみが４００ｎｍの波長で起こり得るこ
とを見ることができる。記録された情報の論理状態は、コンピューター（２０）
にリンクした機械的シャッター（１１）によって制御された。記録材料（３２）
は、Ｍｅｌｌｅｓ Ｇｒｉｏｔコンピューター−制御３Ｄ解釈ステージ（３０）
に設置した。記録では、各々、０．７５および０．７０の開口数および２０の倍
率を持つＺｅｉｓｓ Ｆｌｕａｒ対物レンズ（図３および４）およびＯｌｙｍｐ
ｕｓ ＵＰｌａｎＡＰＯ対物レンズ（図５および６）（１８）を用いた。
Ｔｉ：サァファイアレーザー（１０）を光屈折性ポリマー試料（３２）に焦点合
わせした。レーザーはパルスモードで用いて、ＰＶＫ光屈折性ポリマー材料に図
３および４のビットパターンを記録した。モード−ロッキング操作において、レ
ーザーはパルス幅８０ｆｓおよび平均パワー８００ｍＷの超短パルス光線を生じ
させることができる。レーザーは連続波（ＣＷ）モードで操作して、ＰＭＭＡ光
屈折性ポリマー材料に図５および６のパターンを記録した。各場合において、レ
ーザーの波長は８００ｎｍに合わせ、これは試料の主要吸収バンドの波長の２倍
に対応する。図１中の吸収曲線から、我々は、８００ｎｍの波長において単一−
フォトン吸収はなく、２−フォトン吸収のみが４００ｎｍの波長で起こり得るこ
とを見ることができる。記録された情報の論理状態は、コンピューター（２０）
にリンクした機械的シャッター（１１）によって制御された。記録材料（３２）
は、Ｍｅｌｌｅｓ Ｇｒｉｏｔコンピューター−制御３Ｄ解釈ステージ（３０）
に設置した。記録では、各々、０．７５および０．７０の開口数および２０の倍
率を持つＺｅｉｓｓ Ｆｌｕａｒ対物レンズ（図３および４）およびＯｌｙｍｐ
ｕｓ ＵＰｌａｎＡＰＯ対物レンズ（図５および６）（１８）を用いた。
【００２５】 ２−フォトン光屈折性効果によって引き起こされた屈折率の変化を読むには、
Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｆｌｕｏ Ｖｉｅｗ顕微鏡を使用し、微分干渉コントラスト（
ＤＩＣ）モードで用いた。記録された情報を読むために、６３２．８ ｎｍのＨ
ｅ−ＮｅレーザーをＦｌｕｏ Ｖｉｅｗにカップリングさせた。というのは、６
３２．８ｎｍの波長は吸収バンドの縁にあり、記録された情報に対して最小の損
傷した引き起こさないからである（図１参照）。領域を消去するには、注目する
領域にＦｌｕｏ Ｖｉｅｗ顕微鏡中の水銀ランプのＵＶ線を照射した。読みおよ
び消去の双方において、開口数０．７および倍率２０を備えた（図３および４）
または開口数０．４および倍率１０を備えた（図５および６）Ｏｌｙｍｐｕｓ
ＵＰｌａｎＡＰＯ対物レンズ（１８）を用いた。
Ｏｌｙｍｐｕｓ Ｆｌｕｏ Ｖｉｅｗ顕微鏡を使用し、微分干渉コントラスト（
ＤＩＣ）モードで用いた。記録された情報を読むために、６３２．８ ｎｍのＨ
ｅ−ＮｅレーザーをＦｌｕｏ Ｖｉｅｗにカップリングさせた。というのは、６
３２．８ｎｍの波長は吸収バンドの縁にあり、記録された情報に対して最小の損
傷した引き起こさないからである（図１参照）。領域を消去するには、注目する
領域にＦｌｕｏ Ｖｉｅｗ顕微鏡中の水銀ランプのＵＶ線を照射した。読みおよ
び消去の双方において、開口数０．７および倍率２０を備えた（図３および４）
または開口数０．４および倍率１０を備えた（図５および６）Ｏｌｙｍｐｕｓ
ＵＰｌａｎＡＰＯ対物レンズ（１８）を用いた。
【００２６】 ２−フォトン励起を用いる屈折率の変化として情報を記録する能力の証明とし
て、図３（ａ）および３（ｂ）は、焦点で生じた屈折率の測定された変化を示す
。記録において、焦点における５ｍＷの平均パワーを用いて情報を記録した。２
４×２４ビットよりなるパターン（文字Ｃ）を試料に記録した。ビット分離は３
．２μｍであり、各ビットについての露出時間は２５ｍｓであった。記録プロセ
スにおいて、５ｍＷ未満のレーザー光線パワーを試料を横切って走査して、ＤＩ
Ｃイメージを生じさせた。図３（ｂ）は、５００回走査した後における記録情報
の劣化を示す。図３（ｂ）における記録ビットのコントラストは図３（ａ）のも
のの９０％である。この特徴は、記録に用いた光の吸収による情報のわずかな消
去であることを示す。図３（ｃ）で記録された情報は、図３（ａ）および図３（
ｂ）で用いたのと同一のパワーおよび露出時間を用いた。図３（ｄ）は、１−２
秒間紫外線照射に暴露した後に図３（ｃ）で観察されたのと同一の領域を示す。
結果は、先に記録された情報の完全な消去を示す。
て、図３（ａ）および３（ｂ）は、焦点で生じた屈折率の測定された変化を示す
。記録において、焦点における５ｍＷの平均パワーを用いて情報を記録した。２
４×２４ビットよりなるパターン（文字Ｃ）を試料に記録した。ビット分離は３
．２μｍであり、各ビットについての露出時間は２５ｍｓであった。記録プロセ
スにおいて、５ｍＷ未満のレーザー光線パワーを試料を横切って走査して、ＤＩ
Ｃイメージを生じさせた。図３（ｂ）は、５００回走査した後における記録情報
の劣化を示す。図３（ｂ）における記録ビットのコントラストは図３（ａ）のも
のの９０％である。この特徴は、記録に用いた光の吸収による情報のわずかな消
去であることを示す。図３（ｃ）で記録された情報は、図３（ａ）および図３（
ｂ）で用いたのと同一のパワーおよび露出時間を用いた。図３（ｄ）は、１−２
秒間紫外線照射に暴露した後に図３（ｃ）で観察されたのと同一の領域を示す。
結果は、先に記録された情報の完全な消去を示す。
【００２７】 図４は、複数層の情報の屈折率の変化を記録し読むシステムの能力を示す。３
層の情報は１０μｍのレーザー分離にて記録した。各層は２４×２４ビットのパ
ターンよりなる。表面近くに記録した第１の層は文字「Ａ」のパターンよりなる
。第２および第３の層は、各々、文字「Ｂ」および「Ｃ」よりなり、かくして、
検索された３Ｄデータ密度はほぼ１０ギガビット／ｃｍ3であり、これはフォト
クロミックポリマー、光屈折性結晶および光脱色材料で従前に達成されたものと
匹敵する。
層の情報は１０μｍのレーザー分離にて記録した。各層は２４×２４ビットのパ
ターンよりなる。表面近くに記録した第１の層は文字「Ａ」のパターンよりなる
。第２および第３の層は、各々、文字「Ｂ」および「Ｃ」よりなり、かくして、
検索された３Ｄデータ密度はほぼ１０ギガビット／ｃｍ3であり、これはフォト
クロミックポリマー、光屈折性結晶および光脱色材料で従前に達成されたものと
匹敵する。
【００２８】 図５（ａ）は、連続波２−フォトム励起を用いて屈折率の変化として情報を記
録する能力を示す。記録において、焦点における７５ｍＷの平均パワーを用いて
情報を記録した。２４×２４ビットよりなるパターン（文字Ｅ）を試料に記録し
た。ビット分離は５．６μｍであり、各ビットについての露出時間は２ｍｓであ
った。読むプロセスにおいて５ｍＷ未満のパワーのレーザ光線を試料を横切って
走査して、ＤＩＣイメージを生じさせた。図５（ｂ）は、ＵＶ照射に１−２秒間
暴露した後に図５（ａ）で観察されたのと同一の領域を示す。結果は、先に記録
された情報の完全な消去を示す。図５（ｃ）においては、新しいパターンの文字
（Ｆ）を、図５（ａ）および図５（ｂ）で用いたのと同一の領域に書き込む。２
つの人工物を図５（ａ）、（ｂ）および（ｃ）において丸１および２でマークし
、これは、同一領域を用いて情報を消去し再度書き込んだことを示す。
録する能力を示す。記録において、焦点における７５ｍＷの平均パワーを用いて
情報を記録した。２４×２４ビットよりなるパターン（文字Ｅ）を試料に記録し
た。ビット分離は５．６μｍであり、各ビットについての露出時間は２ｍｓであ
った。読むプロセスにおいて５ｍＷ未満のパワーのレーザ光線を試料を横切って
走査して、ＤＩＣイメージを生じさせた。図５（ｂ）は、ＵＶ照射に１−２秒間
暴露した後に図５（ａ）で観察されたのと同一の領域を示す。結果は、先に記録
された情報の完全な消去を示す。図５（ｃ）においては、新しいパターンの文字
（Ｆ）を、図５（ａ）および図５（ｂ）で用いたのと同一の領域に書き込む。２
つの人工物を図５（ａ）、（ｂ）および（ｃ）において丸１および２でマークし
、これは、同一領域を用いて情報を消去し再度書き込んだことを示す。
【００２９】 図６は、複数層の情報の屈折率の変化を記録し読むこのシステムの能力を示す
。２５μｍの層の分離にて、３層の情報を記録した。各層は２４×２４ビットの
パターンよりなる。表面近くに記録した第１の層は文字「Ａ」のパターンを含む
。第２および第３の層は、各々、文字「Ｂ」および「Ｃ」よりなる。
。２５μｍの層の分離にて、３層の情報を記録した。各層は２４×２４ビットの
パターンよりなる。表面近くに記録した第１の層は文字「Ａ」のパターンを含む
。第２および第３の層は、各々、文字「Ｂ」および「Ｃ」よりなる。
【００３０】 前期から、本発明は、パルスまたは連続波（ＣＷ）２−フォトン励起を用いて
データを記録し再度書き込み、電磁気放射線の紫外線または可視領域で放射線で
照射して記録されたデータを消去する、比較的安価な光屈折性ポリマー材料に三
次元データを記録し、読み出し、消去し、および再度書き込む効果的な方法を提
供することがわかる。
データを記録し再度書き込み、電磁気放射線の紫外線または可視領域で放射線で
照射して記録されたデータを消去する、比較的安価な光屈折性ポリマー材料に三
次元データを記録し、読み出し、消去し、および再度書き込む効果的な方法を提
供することがわかる。
【００３１】 また、本発明の範囲および精神を逸脱する事なく、前記した好ましい具体例に
対して、種々の修飾、変更および改良をなすことができることが認識されよう。
システムの貯蔵能力を増加させると考えられるそのような修飾または改良は以下
のものを含む。 １．記録材料（ｎ＝１．７５）および浸漬媒体（ｎ＝１）の間の屈折率ミスマ
ッチからの球面収差による層（図４参照）間の少量のクロストークの補償。屈折
率ミスマッチの結果、容量記録媒体の深い部分における解説スポットのサイズが
増加する。その結果、記録媒体の深さによって、一連の軸側ピークが起こり、か
くして、隣接するデータ層の間にクロストークが生じる。この問題を克服し、そ
れにより、可変チューブ長方法を用いることによってデータの密度を増加させる
ことができよう。
対して、種々の修飾、変更および改良をなすことができることが認識されよう。
システムの貯蔵能力を増加させると考えられるそのような修飾または改良は以下
のものを含む。 １．記録材料（ｎ＝１．７５）および浸漬媒体（ｎ＝１）の間の屈折率ミスマ
ッチからの球面収差による層（図４参照）間の少量のクロストークの補償。屈折
率ミスマッチの結果、容量記録媒体の深い部分における解説スポットのサイズが
増加する。その結果、記録媒体の深さによって、一連の軸側ピークが起こり、か
くして、隣接するデータ層の間にクロストークが生じる。この問題を克服し、そ
れにより、可変チューブ長方法を用いることによってデータの密度を増加させる
ことができよう。
【００３２】 ２．ＣＷ濃度で操作するＴｉ：サファイアレーザーの代わりに、他のタイプの
連続波（ＣＷ）レーザー光線を用いて２−フォトン励起を生じさせることができ
る。例えば、近赤外波長で操作される１．２Ｗ ＣＷレーザーダイオードの助け
を借りて、速くて低コストでコンパクトな消去可能２−フォトン３Ｄビット光学
データ貯蔵システムを達成することができる。
連続波（ＣＷ）レーザー光線を用いて２−フォトン励起を生じさせることができ
る。例えば、近赤外波長で操作される１．２Ｗ ＣＷレーザーダイオードの助け
を借りて、速くて低コストでコンパクトな消去可能２−フォトン３Ｄビット光学
データ貯蔵システムを達成することができる。
【００３３】 ３．異なる光屈折性ポリマーを用いることができ、材料の化学的特性を修飾し
て、光屈折性ポリマーの安定性の増加につなげることができる。吸収スペクトル
を調整することによって、我々は材料に影響する光の波長を決定することができ
る。紫外線または可視領域に狭い吸収バンドを作りだすと、読み出しプロセスか
らの、または入射紫外光（すなわち、日光）からの照射による劣化に対する材料
の感受性を減少させるであろう。
て、光屈折性ポリマーの安定性の増加につなげることができる。吸収スペクトル
を調整することによって、我々は材料に影響する光の波長を決定することができ
る。紫外線または可視領域に狭い吸収バンドを作りだすと、読み出しプロセスか
らの、または入射紫外光（すなわち、日光）からの照射による劣化に対する材料
の感受性を減少させるであろう。
【００３４】 ４．記録方法を利用することによる２−フォトンデータ貯蔵システムの密度を
増加させる方法は、記録ビームの偏光状態に基づくことができる。この技術は、
読み出しに際して、適切な偏光状態を持つビットのみが検出される記録ビームの
異なる偏光状態を用いて、多数のビットが材料内の同一の位置に記録されるのを
可能とする。
増加させる方法は、記録ビームの偏光状態に基づくことができる。この技術は、
読み出しに際して、適切な偏光状態を持つビットのみが検出される記録ビームの
異なる偏光状態を用いて、多数のビットが材料内の同一の位置に記録されるのを
可能とする。
【００３５】 ５．２−フォトンデータ貯蔵システムにおける選択的ビット消去方法は記録お
よび読み出しビームの偏光に基づくことができる。それが読み出しに際して検出
できるまたは検出できない適切な偏光状態を有するように、記録されたビットの
偏光状態を変化させることによって、個々のビットを選択し消去することができ
る。
よび読み出しビームの偏光に基づくことができる。それが読み出しに際して検出
できるまたは検出できない適切な偏光状態を有するように、記録されたビットの
偏光状態を変化させることによって、個々のビットを選択し消去することができ
る。
【図１】 図１は本発明で用いる光屈折性ポリマー材料の吸収曲線を示すグラフである。
【図２】 図２は光屈折性ポリマーにデータビットを記録するのに用いた２−フォトン励
起顕微鏡の模式図である。
起顕微鏡の模式図である。
【図３】 （ａ）はその最初の読み出しに際して、光屈折性ポリマーＰＶＫに２−フォトン
励起によって記録された文字「Ｃ」の２４×２４ビットパターン、（ｂ）は５０
０回読み出した後における同一領域、（ｃ）は文字「Ａ］の２４×２４パターン
、（ｄ）は紫外線照射に暴露された後の（ｃ）と同一の領域であり記憶された情
報の完全な消去を、それぞれ示す写真図である。
励起によって記録された文字「Ｃ」の２４×２４ビットパターン、（ｂ）は５０
０回読み出した後における同一領域、（ｃ）は文字「Ａ］の２４×２４パターン
、（ｄ）は紫外線照射に暴露された後の（ｃ）と同一の領域であり記憶された情
報の完全な消去を、それぞれ示す写真図である。
【図４】 図４は２−フォトン励起を用いて光屈折性ポリマーＰＶＫに異なる深さで記録さ
れた２４×２４ビットパターンを示し、（ａ）は文字「Ａ」を含む第１の層を、
（ｂ）は文字「Ｂ」を含む第２の層を、（ｃ）は文字「Ｃ」を含む第３の層を、
それぞれ示す写真図であ。
れた２４×２４ビットパターンを示し、（ａ）は文字「Ａ」を含む第１の層を、
（ｂ）は文字「Ｂ」を含む第２の層を、（ｃ）は文字「Ｃ」を含む第３の層を、
それぞれ示す写真図であ。
【図５】 （ａ）はもう１つの光屈折性ポリマー（ＰＭＭＡ）に２−フォトン励起によって
記録された「Ｅ」のビットパターン、（ｂ）は紫外線照射に暴露された後の（ａ
）と同一の領域であり記録された情報の消去を、（ｃ）は図１および２と同一領
域に書き込まれた文字「Ｆ」のビットパターンを、それぞれ示す写真図である。
記録された「Ｅ」のビットパターン、（ｂ）は紫外線照射に暴露された後の（ａ
）と同一の領域であり記録された情報の消去を、（ｃ）は図１および２と同一領
域に書き込まれた文字「Ｆ」のビットパターンを、それぞれ示す写真図である。
【図６】 図６は２−フォトン励起を用いて光屈折性ポリマーＰＭＭＡに異なる深さで記
録されたビットパターンを示し、（ａ）は文字「Ａ」を含む第１の層を、（ｂ）
は文字「Ｂ」を含む第２の層を、（ｃ）は文字「Ｃ」を含む第３の層を、それぞ
れ示す写真図である。
録されたビットパターンを示し、（ａ）は文字「Ａ」を含む第１の層を、（ｂ）
は文字「Ｂ」を含む第２の層を、（ｃ）は文字「Ｃ」を含む第３の層を、それぞ
れ示す写真図である。
【手続補正書】特許協力条約第１９条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年６月２３日（２０００．６．２３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項４５】 該ＰＭＭＡ；ＤＭＮＰＡＡ；ＴＮＦおよびＥＣＺが光屈折
性ポリマー材料の全重量のほぼ以下の重量％の濃度７３：１０：１：１６で存在
する請求項４４記載の光屈折性ポリマー材料。
性ポリマー材料の全重量のほぼ以下の重量％の濃度７３：１０：１：１６で存在
する請求項４４記載の光屈折性ポリマー材料。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１１月２４日（２０００．１１．２４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】 好ましくは、本発明の第２の態様による新しい光屈折性ポリマー材料は、光屈
折性ポリマー材料の全重量の以下の範囲のパーセント内に実質的に入る量で以下
の材料のうちの少なくともいくつかを含む、 ２５％−９９．５％のＰＶＫまたはＰＭＭＡのごときポリマー； ０．５％−６０％のＤＭＮＰＡＡのごとき色原体； ０．５％−５％のＴＮＦのごとき感光性材料；および ０％−４０％のＥＣＺのごとき可塑剤。
折性ポリマー材料の全重量の以下の範囲のパーセント内に実質的に入る量で以下
の材料のうちの少なくともいくつかを含む、 ２５％−９９．５％のＰＶＫまたはＰＭＭＡのごときポリマー； ０．５％−６０％のＤＭＮＰＡＡのごとき色原体； ０．５％−５％のＴＮＦのごとき感光性材料；および ０％−４０％のＥＣＺのごとき可塑剤。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 デイ、ダニエル ジョン オーストラリア、3051 ビクトリア ノー ス メルボルン、カーズン ストリート ７／100 (72)発明者 スモールリッジ、アンドリュー ジョン オーストラリア、3187 ビクトリア イー スト ブライトン メロサ アベニュー ３ Ｆターム(参考） 2H048 DA04 DA23
Claims (44)
- 【請求項１】 焦点合わせ可能なコヒーレント光のビームを供し； 該ビームを光屈折性ポリマー材料に焦点を合わせて、該ビームの焦点において
該材料を２−フォトン励起し、それにより、焦点において屈折率を変調してデー
タを記録し；次いで、 該材料を放射線で照射して記録されたデータを消去する； ことを特徴とする光学データを書き込みおよび消去する方法。 - 【請求項２】 コヒーレント光のビームを光屈折性ポリマー材料に焦点を合
わせして、該ビームの焦点において該材料を２−フォトン励起し、それにより、
焦点において屈折率を変調してデータを書き込み； 該材料を放射線で照射して記録されたデータを消去し； コヒーレント光のもう１つのビームを光屈折性ポリマー材料に焦点合わせして
、該ビームの焦点において該材料を２−フォトン励起し、それにより、焦点にお
いて屈折率を変調して、光屈折率材料にデータを再度書き込む； ことを特徴とする光屈折性ポリマー材料に光学データを書き込みおよび再度書き
込む方法。 - 【請求項３】 紫外線（ＵＶ）の波長または可視スペクトルを有する電磁波
で該光屈折性材料を照射して、データのビットを形成する電荷の空間的分布の再
分布を生じさせて記録されたデータを生じさせる請求項１または２記載の方法。 - 【請求項４】 該光屈折率ポリマー材料が、電磁波スペクトルの紫外線ない
し可視領域における狭いバンドにおいてのみ放射線を吸収するようにした請求項
３記載の方法。 - 【請求項５】 光屈折性ポリマー材料の吸収バンドの最大が、約３８０ｎｍ
ないし約６００ｎｍの範囲に実質的に入る請求項３または４記載の方法。 - 【請求項６】 光屈折性ポリマー材料が、約６３０ｎｍの波長を超える放射
線を実質的に吸収しないようにした請求項３ないし５いずれか１記載の方法。 - 【請求項７】 光屈折性ポリマー材料に記録されたデータが、該光屈折率ポ
リマー材料を、約６３０ｎｍないし約１２００ｎｍの範囲に実質的に入る波長の
コヒーレント光を照射することによって読まれる前記請求項いずれか１記載の方
法。 - 【請求項８】 光屈折性材料にデータを記録するのに使用される焦点合わせ
可能なコヒーレント光のビームが、約７５０ｎｍないし約１２００ｎｍの範囲に
実質的に入る波長を有して、２−フォトン励起を引き起こす前記請求項いずれか
１記載の方法。 - 【請求項９】 パルスレーザー光線を用いて、光屈折性ポリマー材料にデー
タを記録かる前記請求項いずれか１記載の方法。 - 【請求項１０】 連続波レーザー光線を用いて、光屈折性ポリマー材料にデ
ータを記録する請求項１ないし８いずれか１記載の方法。 - 【請求項１１】 焦点合わせ可能なコヒーレント光の偏光光線を用いて、光
屈折性ポリマー材料にデータの偏光ビットを記録する前記請求項いずれか１記載
の方法。 - 【請求項１２】 記録光線の異なる偏光状態を用いて、光屈折率ポリマー材
料における異なる偏光状態を有する同一位置に複数ビットを記録する請求項１１
記載の方法。 - 【請求項１３】 記録されたデータのビットが、適当な偏光状態を有する読
み出し光線を用いて読まれる請求項１１または１２記載の方法。 - 【請求項１４】 データの個々のビットが、個々のビットの偏光状態によっ
て消去可能な請求項１１ないし１３いずれか１記載の方法。 - 【請求項１５】 光屈折性ポリマー材料が、光屈折性材料の全重量の少なく
とも約２５重量％のポリマーを含む前記請求項いずれか１記載の方法。 - 【請求項１６】 光屈折性ポリマー材料が、電磁気スペクトルの紫外線ない
し可視領域に吸収を供する色原体を含む前記請求項いずれか１記載の方法。 - 【請求項１７】 光屈折性ポリマー材料が、電磁気スペクトルの紫外線ない
し可視領域に吸収を供する感光性材料を含む前記請求項いずれか１記載の方法。 - 【請求項１８】 光屈折性ポリマー材料が、該材料のガラス転移温度を低下
させる可塑剤を含む前記請求項いずれか１記載の方法。 - 【請求項１９】 光屈折性ポリマー材料が、光屈折性材料の全重量の以下の
材料のパーセント内に実質的に入る量の以下のすくなくともいくつかを含む前記
請求項いずれか１記載の方法。 ２５％−１００％のポリマー； ０％−６０％の色原体； ０％−５％の感光性材料；および ０％−４０％の可塑剤 - 【請求項２０】 該ポリマーがポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）
を含む請求項１５または請求項１９記載の方法。 - 【請求項２１】 該ポリマーがポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）
を含む請求項１５または請求項１９記載の方法。 - 【請求項２２】 該色原体が２，５−ジメチル−４−（ｐ−ニトロ−フェニ
ルアゾ）アニソール（ＤＭＮＰＡＡ）を含む請求項１６または請求項１９ないし
２１いずれか１記載の方法。 - 【請求項２３】 光屈折性材料が２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノ
ン（ＴＮＦ）を含む請求項１７または請求項１９ないし２２いずれか１記載の方
法。 - 【請求項２４】 該可塑剤がＮ−エチルカルバゾール（ＥＣＺ）を含む請求
項１９ないし２３いずれか１記載の方法。 - 【請求項２５】 消去可能な光学データを貯蔵する方法で用いられる光屈折
性ポリマー材料であって、該光屈折性ポリマー材料は電磁気スペクトルの紫外線
ないし可視領域に吸収を供し、ここに、光屈折性材料の吸収バンドは、２フォト
ン励起によるデータのビットの記録、吸収バンドの縁または外側のコヒーレント
光の源によるデータのビットの読み、および吸収バンド内の放射線での照射によ
るデータのビットの消去を可能とすることを特徴とする該材料。 - 【請求項２６】 光屈折性材料の吸収バンドの最大が約３８０ｎｍないし約
６００ｎｍの範囲に実質的に入る請求項２５記載の光屈折性ポリマー材料。 - 【請求項２７】 光屈折性ポリマー材料の吸収バンドの上方端が約６３０ｎ
ｍである請求項２５または請求項２６記載の光屈折性ポリマー材料。 - 【請求項２８】 該材料が光屈折性材料の全重量の少なくとも約２５重量％
のポリマーを含む請求項２５ないし２７いずれか１記載の光屈折性ポリマー材料
。 - 【請求項２９】 該材料が、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸
収を供する色原体を含む請求項２５ないし２８いずれか１記載の光屈折性ポリマ
ー材料。 - 【請求項３０】 該色原体が、該材料の全重量の約０．５重量％ないし約６
０重量％の範囲に実質的に入る量で存在する請求項２９記載の光屈折性ポリマー
材料。 - 【請求項３１】 該材料が、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸
収を供する光屈折性材料を含む請求項２５ないし３０いずれか１記載の光屈折性
ポリマー材料。 - 【請求項３２】 該感光性材料が、感光性材料の全重量の約０．５重量％な
いし約５重量％の範囲内に実質的に入る量で存在する請求項３１記載の光屈折性
ポリマー材料。 - 【請求項３３】 該材料が、該材料のガラス転移温度を低下させるために可
塑剤を含む請求項２５ないし３２いずれか１記載の光屈折性ポリマー材料。 - 【請求項３４】 該可塑剤が、光屈折性ポリマー材料の全重量の０重量％な
いし約４０重量％の範囲に実質的に入る量で存在する請求項３３記載の光屈折性
ポリマー材料。 - 【請求項３５】 光学データを貯蔵する方法で用いられる光屈折性ポリマー
材料であって、該材料は、光屈折性ポリマー材料の全重量の以下の範囲のパーセ
ント内に実質的に入る量の以下の材料の少なくともいくつかを含むことを特徴と
する該材料。 ２５％−９９．５％のポリマー； ０％−６０％の色原体； ０％−５％の感光性材料；および ０％−４０％の可塑剤 - 【請求項３６】 該ポリマーがポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）
を含む請求項２８または請求項３５記載の光屈折性ポリマー材料。 - 【請求項３７】 該ポリマーがポリ（メチルメタクリレーチ）（ＰＭＭＡ）
を含む請求項２８または請求項３５記載の光屈折性ポリマー材料。 - 【請求項３８】 該色原体が２，５−ジメチル−４−（ｐ−ニトロフェニル
アゾ）アニソール（ＤＭＮＰＡＡ）を含む請求項２９、３０または３５ないし３
７いずれか１記載の光屈折性ポリマー材料。 - 【請求項３９】 該感光性材料が２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノ
ン（ＴＮＦ）を含む請求項３１、３２または３５ないし３８いずれか１記載の光
屈折性ポリマー材料。 - 【請求項４０】 該可塑剤がＮ−エチルカルバゾール（ＥＣＺ）を含む請求
項３３ないし３９いずれか１記載の光屈折性ポリマー材料。 - 【請求項４１】 以下の材料： ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）； ２，５−ジメチル−４−（ｐ−ニトロフェニルアゾ）アニソール（ＤＭＮＰＡ
Ａ）； ２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン（ＴＮＦ）；および Ｎ−エチルカルバゾール（ＥＣＺ） を含むことを特徴とする光学データを貯蔵する方法で用いられる光屈折性ポリマ
ー材料。 - 【請求項４２】 該ＰＶＫ；ＤＭＮＰＡＡ；ＴＮＦおよびＥＣＺが光屈折性
材料の全重量の重量％によりほぼ以下の濃度３３：５０：１：１６で存在する請
求項４１記載の光屈折性材料。 - 【請求項４３】 以下の材料： ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）； ２，５−ジメチル−４−（ｐ−ニトロフェニルアゾ）アニソール（ＤＭＮＰＡ
Ａ）； ２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン（ＴＮＦ）；および Ｎ−エチルカルバゾール（ＥＣＺ） を含むことを特徴とする光学データを貯蔵する方法で用いられる光屈折性ポリマ
ー材料。 - 【請求項４４】 該ＰＭＭＡ；ＤＭＮＰＡＡ；ＴＮＦおよびＥＣＺが光屈折
性ポリマー材料の全重量のほぼ以下の重量％の濃度７３：１０：１：１６で存在
する請求項４３記載の光屈折性ポリマー材料。
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