NL7809227A - Registratiedrager met een optisch uitleesbare, stra- lingsreflekterende informatiestruktuur. - Google Patents

Description

* — ν' 'l 5 ΡΗΝ 9225 N.V. PHILIPS» GLOEILAMPENFABRIEKEN te Eindhoven.

Registratiedrager met een optisch uitleesbare, stralings-reflekterende informatiestruktuur.

De uitvinding heeft betrekking op een registratie-drager waarin informatie is opgeslagen in een, met een optische stralingsbundel uitleesbare stralingsreflekterende informatiestruktuur, die opgebouwd is uit in sporen gerang-5 schikteinformatiegebiedjes die, in de spoorrichting en dwars op de spoorrichting, van elkaar gescheiden zijn door tussengebiedjes, waarbij de oppervlakken van de gebiedjes nagenoeg in een eenste vlak liggen en de oppervlakken van de tussengebiedjes nagenoeg in een tweede vlak, en 10 waarbij over de gehele régistratiedrager de afstand tussen het eerste en het tweede vlak nagenoeg constant is.

De informatiesporen kunnen, in het geval van een ronde schijfvormige registratiedrager, bestaan uit een groot aantal concentrische sporen, maar ook uit een groot aantal 15 quasi-concentrische en in elkaar overlopende sporen die samen een spiraalvormig spoor vormen.

In het Amerikaanse octrooischrift No. 4.041.530 is een dergelijke registratiedrager als medium voor het ovör-dragen van een kleurentelevisie-programma beschreven. De 20 informatiestruktuur wordt uitgelezen met een uitleesbundel, die door een objektiefstelsel tot een uitleesvlek van de orde van grootte van de informatiegebiedjes wordt gefokus-seerd. De door de informatiestruktuur gereflekteerde en gemoduleerde uitleesbundel wordt door het objektiefstelsel op 25 een stralingsgevoelige detektor gekoncentreerd. De infor matiestruktuur kan beschouwd worden als een met een amplitude gewogen fasestruktuur, dat wil zeggen dat tijdens het uitlezen van deze struktuur het verschil tussen de fasen 7809227 ~2 - PHN 9215 ______________ ______________________________________________________________ van de verschillende, van de registratiedrager afkomstige, gedeelten van de uitleesbundel varieert in afhankelijkheid van het momenteel uitgelezen gedeelte van de informatie-struktuur. Ter plaatse van de detektor interfereren de ver-5 schillende bundelgedeelten met elkaar, zodat de intensiteit van de door de detektor opgevangen straling, en daarmee het uitgangssignaal van de detektor, varieert in afhankelijkheid van het momenteel uitgelezen gedeelte van de informaties truktuur, 10 Voer een maximale modulatie van het uitgangssignaal van de detektor moet de afstand tussen het oppervlak van de informatiegebiedjes en het oppervlak van de tussengebiedjes een bepaalde waarde hebben.Volgens het Amerikaanse octrooi-schrift no. 4.041.530 moet deze afstand een kwart van de 1 ij golflengte van de uitleesstraling zijn. Daarbij is de eis gesteld dat het deel van de uitleesstraling dat door een informatiegebiedje wordt gereflekteerd een faseverschil van 180° moet hebben ten opzichte van het deel van de uitleesstraling dat door een tussengebiedje wordt gereflek-2o teerd. Het bedoelde faseverschil is het faseverschil gemeten vlakbij het oppervlak van de informatiestruktuur.

Er is daarbij impliciet verondersteld dat de informitie-gebiedjes loodrechte wanden hebben, of einders gezegd dat de hellingshoek van de wanden 0® is. Onder de hellingshoek van de wanden wordt verstaan de scherpe hoek tussen deze wanden en een normaal op het informatiedragende oppervlak van de registratiedrager.

De laatste tijd is men tot het inzicht gekomen dat voor een optimale uitlezing van de informatiestruktuur 30 niet zozeer het faseverschil vlakbij de informatiestruktuur maar de zogenaamde "fasediepte" van deze struktuur ongeveer 180° moet zijn. OOrdat bij het uitlezen de informatiestruktuur wordt belicht met een uitleesvlek in de orde van grootte van de informatie-gebiedjes, kan de informatiestruk-35 tuur worden opgevat als een buigingsraster dat de uitleesbundel splitst in een aantal spektrale ordes. Deze ordes 7809227 PHN 5225__________________________________________-_____;_____;_________________________________________________; kunnen een bepaalde fase en amplitude toegekend worden. De * '·»» ~3 [ "fasediepte" wordt gedefinieerd als het verschil tussen de fasen van de nulde spektrale orde en van de eerste spek-trale orden.

5 Aanvraagster is nu tot het inzicht gekomen dat de fasediepte behalve door de genoemde afstand tussen de informatiegebied jes en de tussengebiedjes bepaald wordt door: - de effektieve golflengte van de uitleesbundel in verhouding tot de effektieve breedte van de gebiedjes, of de 10 effektieve breedte van de sporen, - de polarisatietoestand van de uitleesbundel, en - de hellingshoek van de wanden van de gebiedjes.

De effektieve golflengte is de golflengte vlakbij de infor-matiestruktuur en buiten de stralingsreflekterende laag.

15 In het geval de informatiestruktuur is bedekt met een doorzichtige beschermlaag, is de effektieve golflengte gelijk aan de golflengte in vacuum gedeeld door de brekingsindex van de beschermlaag. De effektieve breedte van een gebiedje is de gemiddelde breedte, dus, indien de wanden een konstante 2o helling hebben, de breedte op de halve diepte van een kuiltje of de breedte op de halve hoogte van een heuveltje.

In de praktijk is gebleken dat voor een goed ge-kontroleerd, langs optische weg, inschrijven van informatie in een zogenaamde "master” en voor het op reproduceerbare 25 wijze vermenigvuldigen van deze master, een hellingshoek aangehouden moet worden die aanzienlijk van O* verschilt.

Indien de hellingshoek kleiner dan ongeveer 25* zou blijven, zou de fasediepte weinig variëren als funktie van de hellingshoek, en zou de fasediepte overeenkomen met het in het Amerikaanse octrooischrift no. 4.0^1.530 gedefinieerde faseverschil voor steile wanden. Voori.de, in de praktijk belangrijke, hellingshoeken vanaf ongeveer 30* zal, indien de effektieve golflengte van dezelfde orde van grootte of kleiner is dan de effektieve breedte van de ^ gebiedjes, de grootte van de hellingshoek een niet te verwaarlozen invloed op de fasediepte hebben. In het algemeen 7809227 I , · , - k - PHN 922.5________________________________________________________________________________________________ zal voor deze hellingshoeken de genoemde afstand van \/h tussen het oppervlak van de informatiegebiedjes en het oppervlak van de tussengebiedjes niet meer optimaal zijn.

De belangrijkste stralingsbron die thans gebruikt 5 wordt voor het uitlezen van een registratiedrager met een optische informatiestruktuur is de Helium-Neon gaslaser met een golflengte, in vacuum, van 633 nm. Daarnaast worden meer en meer AlGaAs halfgeleider diodelasers met een golflengte in het gebied van ongeveer 780 nm. tot ongeveer 860 10 nm. voor deze uitlezing gebruikt.

De onderhavige uitvinding heeft ten doel een registratiedrager, waarvan de wanden van de informatiestruktuur een aanzienlijke hellingshoek hebben, te verschaffen die optimaal kan worden uitgelezen met behulp van 15 de in de praktijk meest gebruikte soorten van stralings- bronnen.

De registratiedrager volgens de uitvinding vertoont als kenmerk, dat de hellingshoek tussen de wanden van de informatiegebiedjes en een normaal op de registratiedrager 20 één waarde heeft tussen 30* en 65", en dat de geometrische afstand tussen het eerste en het tweede vlak één waarde heeft tussen 165 nanometer en 270 nanometer, waarbij n de η n brekingsindex van een doorzichtig medium dat zich tussen het eerste en het tweede vlak bevindt is.

25 Indien deze registratiedrager met èen bepaalde effektieve breedte van de gebiedjes, bestemd is om te worden uitgelezen met een uitleesbundel/'waa:rvan <*θ effektieve golflengte kleiner is dan de effektieve breedte van de gebiedjes, behoort bij één bepaalde waarde van de 30 hellingshoek één bepaalde waarde voor de geometrische afstand uit het gebied van nm. tot nm; naarmate de hellingshoek groter is, is de geometrische afstand groter. Als voorbeeld kan daarbij gedacht worden aan een Helium-Neon laser voor het uitlezen van een informatie-35 struktuur waarin de grootste breedte van een gebiedje in de orde van 625 nm. ligt.

/ met een bepaalde polarisatietoestand 7809227 ' ' - 5 .....

’ ί ΡΗΝ 9225..................________________________________________________________________________________..............................__....................

In een r egi strat iedrager volgens de uitvinding die bestemd is om te worden uitgelezen met circulair gepolariseerde straling met een golflengte in de orde van 633 manometer, is bij voorkeur de hellingshoek in de orde 5 van ^5-50° en de geometrische afstand in de orde van 200 nanometer. n

Deze uitvoeringsvorm van de registratiedrager is ook uitermate geschikt om te worden uitgelezen met een stralingsbundel geleverd door een halfgeleider-diode laser 10 van het AlGaAs-type. Bij een waarde in de orde van625 nn, , voor de grootste breedte van de gebiedjes is dan de effek-tieve golflengte groter dan de effektieve breedte van de gebiedjes. Dan wordt de polarisatietoestand van de uitlees-bundel mede bepalend voor de fasediepte. De invloed van de 15 hellingshoek op de fasediepte is dan echter gering: de hellingshoek mag dan een willekeurige waarde tussen ongeveer 30® en 60* hebben mits de hellingshoek over het gehele registratiedrageroppervlak konstant is.

De aangegeven waarden voor de hellingshoeken 20 gelden voor de radiële overgangen tussen de informatie gebied jes en de tussengebiedjes, of algemener voor de overgangen in de richting dwars op de spoorrichting.: Dé hellingshoeken van de overgangen in de spoorrichting zijn van dezelfde orde van grootte, maar zullen vanwege het 25 optische inschrijfproces iets kleiner zijn dan de hellings hoeken dwars op de spoorrichting.

De aangegeven waarde van 200 nm. voor de geometrische afstand bij het uitlezen met de straling van een AlGaAs-laser is de meest gunstige, indien deze straling jq loodrecht gepolariseerd is, dat wil zeggen indien de elek trische veldvektor loodrecht pp de lengterichting van de informatiegebiedjes is. De geometrische afstand mag echter variëren tussen nm. en —nm., waarbij nog een goede uitlezing mogelijk blijft.

35 De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de tekening, Daarin tonen: 7809227 - 6 - PHN 9225 __________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________ FIGXJTJR 1 een gedeelte van de informatiestruktuur van een registratiedrager, FIGUUR 2,een gedeelte van een tangentiële doorsnede van een voorkeursuitvoeringsvorm van een registratie-5 drager volgens de uitvinding, FIGUUR 3 een gedeelte van een radiële doorsnede van een voorkeursuitvoeringsvorm van een registratiedrager volgens de uitvinding, FIGUUR b een bekende inrichting voor het uitlezen van een 10 registratiedrager, FIGUUR 5 de doorsneden, in het verre veld van de informatiestruktuur, van de nulde-orde deelbundel en van twee eerste-orde deelbundels, FIGUUR 6 de verandering van de hellingshoek als funktie 15 van de ontwikkelt!jd tijdens de fabrikage van de registratiedragers, en FIGUUR 7, in tabelvorm, enkele waarden voor de hellingshoek en de bijbehorende waarden van de optische afstand en van de geometrische afstand tussen het eerste 2o en tweede vlak.

Zoals in FIGUUR 1 aangegeven is, bestaat de informatie st ruk tuur uit een aantal informatiegebiedjes 2 die volgens sporen 3 gerangschikt zijn. De gebiedjes 2 zijn in de spoorrichting, of tangentiële richting t, en in de 25 radiële richting r van elkaar gescheiden door tussengebiedjes b. De tussengebiedjes b tussen de sporen 3 vormen aaneengesloten tussenstroken 5· Bê informatiegebiedjes 2 kunnen bestaan uit in het oppervlak van de registratiedrager geperste kuiltjes, of uit boven het registratiedrager-opper-30 vlak uitstekende heuveltjes. De afstand tussen de bodem van de kuiltjes, of de top van de heuveltjes, en het oppervlak van de registratiedrager is in principe konstant, evenals de breedte van de informatiegebiedjes 2 ter hoogte van het oppervlak van de registratiedrager. De genoemde afstand en 35 de genoemde breedte worden niet bepaald door de informatie die in de structuur is opgeslagen.

7809227 * .» -7 -.

PHN 9225__________________________________________________________________________________________________

De informatie die door middel van de registra-tiedrager overgebracht moet worden, is vaatgelegd in de . J variatie van de gebiedjeastruktuur in alleen de tangen-tiële richting, Indien een kleurentelevisieprogramma in de 5 registratiedrager is opgeslagen,, kan het luminantiesignaal zijn gekodeerd in de variatie van de ruimtelijke frequentie van de informatiegebiedjes 2 en het chroma- en geluidssignaal in de variatie van de lengten van gebiedjes 2.

In de registratiedrager kan ook digitale informatie opge-10 slagen zijn. Dan stelt een bepaalde kombinatie van informatiegebiedjes 2 en tussengebiedjes 3 een bepaalde kombinatie van digitale enen en nullen voor.

De registratiedrager kan worden uitgelezen met een inrichting die in FIGUUR k schematisch is weergegeven.

15 Een door een gaslaser 10, bijvoorbeeld een Helium-Neon-laser, uitgezonden monochromatische en lineair gepolariseerde bundel 11 wordt door een spiegel 13 naar een objek-tiefstelsel 14 gereflekteerd. In de weg van de stralings-bundel 11 is een hulplens 12 opgenomen die er voor zorgt 20 dat de pupil van het objektiefstelsel 14 gevuld wordt. Er wordt dan een buigingsbegfensde uitleesvlek V op de infor-matiestruktuur gevormd. De informatiestruktuur is schematisch aangegeven door de sporen 3» de registratiedrager is dus in radiële doorsnede getekend.

25 De informatiestruktuur kan zich op de naar de laser toegewende zijde van de registratiedrager bevinden.

Bij voorkeur echter, bevindt zich, zoals in FIGUUR k aangegeven is, de informatiestruktuur zich op de van de laser afgewende zijde van de registratiedrager, zodat door het 30 doorzichtige substraat 8 van de registratiedrager heen uit gelezen wordt, Het voordeel daarvan is dat de informatiestruktuur beschermd is tegen vingerafdrukken, stofdeeltjes en krasjes.

De uitleesbundel 11 wordt door de informatie- \ 35 struktuur gereflekteerd en, bij roteren van de registratie*- drager door middel van een door een motor 15 aangedreven 7809227 -8 - PHN. 9225__________________________________________________ tafel 16, gemoduleerd overeenkomstig de opeenvolging van de informatiegebiedjes 2 en de tussengebiedjes k in een momenteel uitgelezen spoor. De gemoduleerde uitleesbundel gaat weer door het objektiefstelsel U en wordt door de 5 spiegel 13 gereflekteerd. Om de gemoduleerde uitleesbundel te scheiden van de ongemoduleerde uitleesbundel zijn in de stralingsweg bij voorkeur een polarisatiegevoelig deelprisma 17 en een λο/k-plaatje 18, waarin Ae de golflengte in de vrije ruimte van de uitleesbundel voorstelt, aangebracht.

10 De bundel 11 wordt door het prsma 17 doorgelaten naar het Aö/Zf-piaatje 18, dat de lineair gepolariseerde straling omzet in circulair gepolariseerde straling die op de informatie-struktuur invalt. De gereflekteerde uitleesbundel doorloopt nogmaals het A0/^-plaatje 18, waarbij de circulair 15 gepolariseerde straling wordt omgezet in lineair gepolari seerde straling waarvan het polarisatievlak over 90° gedraaid is ten opzichte van de door de laser 10 uitgezonden straling. Daardoor zal bij tweede doorgang door het prisma 17 de uitleesbundel gereflekteerd worden en wal naar de 20 stralingsgevoelige detektor 19· Aan de uitgang van deze detektor ontstaat een elektrisch signaal Si dat gemoduleerd is overeenkomstig de momenteel uitgelezen informatie.

De informatiestruktuur wordt belicht met een uitleesvlek V waarvan de afmeting in de orde van grootte 25 van die van de informatiegebiedjes 2 ligt. De informaties struktuur kan daardoor beschouwd worden als een buigings-raster dat de uitleesbundel splitst in een, onafgebogen, nulde spektrale orde deelbundel, een aantal eerste spek-trale orde deelbundels en een aantal deelbundels van hogere 30 sprektrale orden. Voor de uitlezing zijn voornamelijk de in de spoorrichting afgebogen deelbundels van belang, en van deze bundels voornamelijk de in de eerste orden afgebogen deelbundels. De numerieke apertuur van het objektief-stelsel en de golflengte van de uitleesbundel zijn zodanig 35 aan de informatiestruktuur aangepast, dat de hogere-orden deelbundels grotendeels buiten de pupil van het objektief- 78 0 9 2 2 7 ' '. ~9 ~ PHN. 9225_______—__________________________________________________ _ stelsel vallen en niet op de detektor terecht komen·

Bovendien zijn de amplitudes van de hogere orden deel-bundels klein ten opzichte van de amplitudes van de nulde-orde deelbundel en de eerste-orde deelbundels.

5 In FIGUUR 5 zijn de doorsnede van de, in de spoorrichting afgebogen» eerste orde deelbundels in het ^ vlak van de uittreepupil van het objektiefstelsel weergegeven· De cirkel 20 met middelpunt 21 stelt de uittreepupil voor. Deze cirkel geeft tevens de doorsnede van de 10 nulde-orde deelbundel b(0,0). De cirkel 22, respektievelijk 24, met middelpunt 23, respektievelijk 25» stelt de doorsnede van de eerste orde deelbundel b(+1,0), respektievelijk b(-1,O) voor. De pijl 26 stelt de spoorrichting, voor· De afstand tussen het midden 21 van de nulde orde deelbundel 15 en de middens 23 en 25 van de eerste-orde deelbundels wordt bepaald door A°/p, waarin p (vergelijk FIGUUR 1) de ruimtelijke periode, ter plaatse van de uitleesvlek V, van de gebiedjes 2 voorstelt·

Volgens de hier opgevoerde wijze van beschrijven 20 van de uitlezing, kan gesteld worden dat in de in FIGUUR 5 gearceerd weergegeven gebieden de eerste orden deelbundels de nulde-orde deelbundel overlappen en interferenties optreden.

De fasen van de eerste-orde deelbundels variëren indien 25 de uitleesvlek beweegt ten opzichte van een informatiespoor.

Daardoor varieert de intensiteit van de totale straling die door de uittreepupil van het objektiefstelsel treedt.

Wanneer het centrum van de uitleesvlek samenvalt met het centrum van een informatiegebiedje 2, bestaat 30 er een bepaald faseverschil Y; , de fasediepte genoemd, tussen een eerste-orde deelbundel en de nulde-orde deelbundel. Beweegt de uitleesvdek naar een volgend gebiedje, dan neemt de fase van de deelbundel b(+1,0) toe met 2Tt . Gesteld kan daarom worden dat bij het bewegen van de uit-35 leesvlek in tangentiële richting de fiise van deze deelbundel ten opzichte van de nulde-orde deelbundel verandert mettut.

7809227 ~ 10 PHN_9225____________________________________________________________________

Daarin is <*J een tijdfrequentie die bepaald wordt door de ruimtelijke frequentie van de informatiegebiedjes 2 en door de snelheid waarmee de uitleesvlek over een spoor beweegt. De fase 0 ( + 1,0), respektievelijk 0 (-·1,θ), van de 5 deelbundel b(+1,0), respektievelijk van de deelbundel - b(-1,o), ten opzichte van de nulde-orde deelbundel b(0,0) kan worden voorgesteld door: 0 (+1,0) = ψ + respektieveli jk door: 0(-1,0)=^-^.

10 Bij de hier gebruikte uitleesmethode worden, zoals in FIGUUR k aangegeven is, de door het objektiefstelsel tredende gedeelten van de eerste orde deelbundels met de nulde-orde deelbundel samengebracht op één detektor 19· Het tijdsafhankelijke uitgangssignaal van deze detektor kan dan 15 worden voorgesteld door:

Si = A(vp).cosV' .cos(tot), waarin A('f') af neemt met af nemende waarde van W' · De amplitude A( ψ ).οο3ψ van het signaal nu is maximaal voor een fasediepte 'ψ = 7Γ rad, 20 Voor de in FIGUUR li geïllustreerde wijze van uitlezen met een Helium-Neon laserbundel, waarbij de informatie struktuur wordt belicht met circulair gepolariseerde straling en waarbij de effektieve breedte van de informatiegebiedjes 2 groter is dan de effektieve golflengte, wordt, 25 zoals uit door aanvraagster uitgevoerde en door experimenten gestaafde berekeningen volgt, de fasediepte bepaald door de volgende parameters: - de golflengte, in de vrije ruimte A. van de uitlees-bundel, 30 - de brekingsindex n van het doorzichtige medium dat-zich tus sen het vlak van de informatiegebiedjes 2 en het vlak van de tussengebiedjes 4 bevindt en bovendien de informatie-struktuur afdekt, - de geometrische afstand tussen deze vlakken, dus in het 35 geval van een kuiltjesstruktuur de geometrische kuiltjes- diepte, en 7809227 -11- PHN.....9225______________.____________________________________' - de hellingshoek Θ van de wanden van de gebiedjes 2.

Voor de hierbeschreven registratiedrager die bijvoorbeeld bedoeld is om een televisieprogramma in grote aantallen te verspreiden, is het belangrijk dat de infor-5 matie op goed gedefinieerde wijze ingeschreven kan worden, en dat, uitgaande van een ingeschreven master, een groot aantal afdrukken, dat wil zeggen door de konsument af te sjoelen registratiedragers, vervaardigd kunnen worden.

De genoemde eisen resulteren in de praktijk in registratie-10 dragers waarin de wanden van de gebiedjes 2 £en he1lings- hoek Θ hebben die aanzienlijk van 0" afwijkt.

Zoals beschreven is in het artikel: "Laser beam recording of video master disks" in "Applied Opties" Vol.

17 No. 13» pag. 2001-2006, wordt de informatie ingeschreven 15 door een op een substraat aangebrachte fotolaklaag te be lichten met een laserbundel waarvan de Intensiteit wordt gemoduleerd overeenkomstig de in te schrijven informatie.

Na het inschrijven wordt de fotólak ontwikkeld waarbij een kuü±jesstruktuur of een heuveltjesstruktuur ontstaat. Daar-20 t»iJ wordt ter plaatse van de kuiltjes, of tussen de heuvel tjes, de fotolak geheel weggenomen, zodat de dikte van de fotolaklaag de diepte van de kuiltjes, of de hoogte van de heuveltjes, in de uiteindelijke registratiedrager bepaalt.

Alleen al vanwege de intensiteitaverdeling van 25 de gebruikte inschrijfbundel, zal de uiteindelijke registra tiedrager schuine wanden vertonen. Ook het ontwikkelproces beïnvloedt de wandsteilheid: naarmate er langer ontwikkeld wordt neemt de wandsteilheid toe. Dit is in FIGUUR 6 geïllustreerd voor een struktuur 3q van kuiltjes 33· In deze FIGUUR is 30 het substraat van de master, 31 is een tussenlaag die voor een goede hechting van de fotolaklaag 32 op het substraat zorgt. Met de gestreepte lijnen 3^, respektievelijk 35» respektievelijk 36, is de wandsteilheid aangegeven voor het geval ontwik-keld wordt gedurende korte tijd, respektievelijk langere tijd, respektievelijk nog langere tijd.

7809227 r -12- PHN 9225________________________________________;______

Van de ontwikkelde master worden op bekende wijze zogenaamde moederplaten, en daarvan weer matrijzen gemaakt. Met de matrijzen worden een groot aantal regis-tratiedragers gemaakt. Om daarbij de replica's gemakkelijk 5 van de matrijs te kunnen scheiden, zal men de hellingshoek van de wanden liefst zo groot mogelijk willen kiezen. Er kan dus gesteld worden dat, als gevolg van de gebruikte methode van inschrijven en dupliceren, de hellingshoek een bepaalde, van nul graden afwijkende, waarde zal hebben.

10 Bij de fabrikage van een registratiedrager die bestemd is om te worden uitgelezen met een He-Ne-bundel of met een bundel van vergelijkbare golflengte, waarbij de effektieve breedte van de gebiedjes 2 groter is dan de effektieve golflengte, wordt het negatieve effekt op de 15 fasediepte van de, op zichzelf gewenste, grotere hellings hoek gekompenseerd door de geometrische afstand tussen het oppervlak van de informatiegebiedjes 2 en ihet oppervlak van de tussengebiedjes k groter te maken, bijvoorbeeld door de fotolaklaag dikkerrte maken.

2o In FIGUUR 2 is een klein gedeelte van een voor- keursuitvoeringsvorm van een registratiedrager volgens de uitvinding in tangentiële doorsnede, volgens de lijn II-II* in figuur 1, weergegeven, terwijl in FIGUUR 3 een gedeelte van deze registratiedrager in radiële doorsnede, volgens 2^ de lijn 111-111' in FIGUUR 1, is getekend. Bij het uitlezen wordt de registratiedrager vanaf de onderkant belicht, waarbij het substraat 8 als optische beschermlaag wordt gebruikt. De informatiestruktuur kan bedekt zijn met een laag 6 van goed reflekterend materiaal, bijvoorbeeld zilver of Aluminium of Titanium. Op de laag 6 kan nog een beschermlaag 7 aangebracht zijn, die de informatiestruktuur tegen mechanische beschadigingen, zoals krasjes, beschermt.

In de inzet van FIGUUR 2 is de hellingshoek Θ van de wanden 9 aangegeven. Deze hellingshoek is het resul-^ taat van een kompromis. Gebleken is dat in het inschrijf- proces en het vermenigvuldigingsproces het best reproduceer- 7809227 -13- t PHN 9225 ___________________________________________ reproduceerbaar zijn, wanneer de hellingshoek in de orde van 45“ tot 50* ligt. Er worden echter ook nog aanvaardbare resultaten bereikt met hellingshoeken die liggen in het gebied van 30* tot 65 *· 5 In FIGUUR 3 is de effektieve breedte, w^^, van de gebiedjes 2 aangegeven· De effektieve breedte, die gelijk is aan de gemiddelde breedte, wordt bepaald door de breedte w in het vlak van de tussengebiedjes 4, de hellingshoek Θ en de geometrische diepte d van de kuiltjes volgens: & 10 w __ = w - d . tand ÖA Γ fif

Voor een uitvoeringsvorm van een registratiedrager met w = 625 nm., Θ = 45* en d_ =s 135 nm. is w = 490 nm.

g ef i

Het is mogelijk dat de breedte w niet over het gehele registratiedrager-oppervlak hetzelfde is, maar dat 15 de breedte w aan de binnenkant van de registratiedrager groter is, bijvoorbeeld 8OO nm., dan aan de buitenkant, bijvoorbeeld 500 nm. Het doel van deze spoorbreedtevariatie is dan, zoals in de oudere Nederlandse octrooiaanvrage no. 7309174 (PHN 7016) beschreven is, een optimale 20 uitlezing van zowel de sporen aan de binnenkant ' als van de sporen aan de buitenkant met een uitleesvlek van konstan-te afmeting te waarborgen.

Voor een registratiedrager die bestemd is om te worden uitgelezen met een He-Ne-bundel of met een bundel 25 van vergelijkbare golflengte is steeds de optische diepte d van de kuiltjes, of de optische hoogte van de heuveltjes, groter dan Λ /4, terwijl voor de vroeger voorgestelde registratiedragers voor deze diepte, of hoogte, steeds een waarde van A /4 aangegeven is.

20 De juiste waarde van de optische afstand dQ

wordt bepaald door de hellingshoek Θ van de wanden. In de tabel van FIGUUR 7 zijn voor enkele waarden van de hellingshoek Θ de bijbehorende waarden van de optische afstand dQ aangegeven. De bij een optische afstand d behorende geo- metrische afstand d wordt gegeven door: d = d /n, waarin 35 g S o' n de brekingsindex is van het doorzichtige materiaal in de 7809227 ......Ak ' PHN 9225_____________________________________________________________________________________________ kuiltjes, ingeval de informatiegebiedjes 2 kuiltjes zijn, of van het doorzichtige materiaal tussen de heuveltjes, ingeval de gebiedjes heuveltjes zijn. Indien op de infor-matiestruktuur geen doorzichtige beschermlaag is aange-5 bracht, dus indien de struktuur aan lucht ligt, moet n = 1 gesteld worden, en is de geometrische afstand gelijk aan de optische afstand.

Als uitvoeringsvorm zijn in de meest rechtse kolom van FIGUUR 7 de geometrische afstanden behorende bij 10 de aangegeven waarden van de hellingshoek Θ gegeven, voor het geval een registratiedrager volgens de FIGUREN 2 en 3 met een substraat-brekingsindex van 1,5 wordtuitgelezen met circulair-gepolariseerde Helium-Neon straling waarvan A>= 633 nm. is.

15 De laatste tijd worden voor het uitlezen van optische registratiedragers ook halfgeleider-diodelasers als stralingsbron gebruikt. Met name de diodelasers waarin de materialen Aluminium, Gallium en Arseen verwerkt zijn, welke lasers een golflengte van ongeveer 780 nm. tot onge-20 veer 860 nm. uitzenden, komen daarvoor in aamerking*

Bij gebruik van een AlGaAs diodelaser, in plaats van de in FIGUUR h veronderstelde gaslaser behoeven geen maatregelen getroffen te worden om terugkoppeling van de door de informatiestruktuur gereflekteerde straling naar 25 de laser te voorkomen. Integendeel, er kan bij de uitlezing een nuttig gebruik van deze terugkoppeling gebruik gemaakt worden, zoals beschreven is in het Amerikaanse octrooi-schrift No. 39^-1 .9^-5· Dat betekent dat in de uitleesinrich-ting geen polarisatiemiddelen, zoals de Λ/4-plaat 18 en 2q het prisma 17 in FIGUUR k, gebruikt behoeven te worden.

Indien de diodelaser lineair gepolariseerde straling uitzendt zal, zonder verdere maatregelen, de informatiestruktuur belicht worden met lineair gepolariseerde straling.

Bij uitlezen met een diodelaser met de langere golflengte wordt niet meer voldaan aan de eis dat w^^, groter is dan X eff» tenzij men de breedte w zou willen 7809227 - 15-

If ' PHN 9225_______;_____________ _______________ vergroten, hetgeen men met het oog op de informatiedicht-heid liever niet doet. Zodra de effektleve golflengte gelijk is aan of groter is dan de effektieve breedte, kan men de bij de uitlezing van de informatiestruktuur optreden» 5 de verschijnselen niet meer volledig beschrijven met een skalaire diffraktie-theorie, maar zal men gebruik moeten maken man een vektoriële dlffraktietheorie. De polarisatie-toestand van de uitleesbundel krijgt dan een belangrijke invloed op de fasediepte. Er kan gesteld worden dat bij ge-10 bruik van een loodrecht gepolariseerde uitleesbundel een langwerpig kuiltje, respektievelijk een langwerpig heuveltje, diqper, respektievelijk hoger, lijkt dan bij gebruik van een evenwijdig gepolariseerde of circulair/-. Onder een loodrechte, respektievelijk evenwijdig, gepolariseerde 15 uitleesbundel wordt verstaan een uitleesbundel waarvan de elektrische veldvektor, de E-vektor, loodrecht op, respek-tievelijk evenwijdig aan, de lengterichting van de kuiltjes, of heuveltjes, is.

Aanvraagster heeft ontdekt dat de, voor uit- 20 lezing met He-Ne-straling bedoelde, registratiedrager met een geometrische ku#ltjesdiepte, of heuveltjeshoogte, van 200 nm. ook uitstekend geschikt is om te worden uitgelezen "ÏT“ · .

met loodrecht gepolariseerde AlGaAs-straling. Daarbij is verassenderwijs gebleken dat de invloed van de hellingshoek 25 op de fasediepte relatief gering is. Bij een geometrische kuiltjesdiepte van ^2, nm. mag de hellingshoek één willekeurige waarde tussen ongeveer 30* en ongeveer 60* aannemen, zonder dat dit leidt tot een aanzienlijke vermindering van de kwaliteit van het uitgelezen signaal. Bij de 30 hier beschouwde waarde van de effektieve golflengte en van de effektieve breedte van de kuiltjes, kan de uitleesbundel geen verschillende hellingshoeken meer onderscheiden.

De waarde van 200 nm. voor de geometrische .......h..........; afstand tussen het oppervlak van de infornaatiegebiedjes en het oppervlak van de tussengebied jes is een optimale waarde. Een registratiedrager kan ook nog goed worden uit- ^ gepolariseerde uitleesbundel. Dit effect geldt ook voor een uitleesbundel· waarvoor \ eff^ Weff is' 7809227

Claims (3)

1. Registratiedrager waarin informatie is opgeslagen in een, met een optische stralingsbundel uitleesbare 20 stralingsreflekterende informatiestruktuur, die opgebouwd is uit in sporen gerangschikte informatiegebiedjes die, in de spoorrichting en dwars op de spoorrichting, van elkaar gescheiden zijn door tussengebiedjes, waarbij de oppervlakken van de informatiegebiedjes nagenoeg in een eerste 25 vlak liggen en de oppervlakken van de tussengebiedjes nage noeg in een tweede vlak, en waarbij over de gehele registratiedrager de afiStand tussen het eerste en het tweede vlak nagenoeg konstant is, met het kenmerk, dat, dat de hellingshoek tussen wanden van de informatiegebiedjes en een nor-3q maal op de registratiedrager één waarde heeft tussen 30® en 65° en dat de geometrische afstand tussen het eerste en het tweede vlak één waarde heeft tussen ·ΐ£ί θη 322, namom. η n waarbij n de brekingsindex van een doorzichtig medium dat zich tussen het eerste en het tweede vlak bevindt, is.

2. Registratiedrager volgens conclusie 1, bestemd om te worden uitgelezen ofwel met circulair gepolariseerde 7809227 -17 v PHN 9223________________________________________________________._____________:— straling met een gdflengte in de orde van 633 nm., ofwel met lineair gepolariseerde straling met een golflengte in het gebied van 78Ο nm. tot 860 nm. en een polarisatierich- ting loodrecht op de spoorrichting, met het kenmerk, dat 5 de hellingshoek in de orde van 45° tot 50° en de geometrische - 200 ., . afstand in de orde van —— manometer ligt. n

3. Registratiedrager volgens conclusie 1, van het ronde schijfvormige type, met het kenmerk, dat vanaf de buitenrand toe de breedte van de gebiedjes geleidelijk en 10 onafhankelijk van.de informatie toeneemt. 15 20 25 30 35 7809227