DE3009437A1

DE3009437A1 - Verfahren zum aufzeichnen von informationen und vorrichtung zu dessen ausuebung

Info

Publication number: DE3009437A1
Application number: DE19803009437
Authority: DE
Inventors: Craig Ireton Willis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-03-12
Filing date: 1980-03-12
Publication date: 1980-09-25
Also published as: JPH0612570B2; CA1193008A; US4264986A; FR2451612B1; SE8001934L; AU5640180A; JPH02297725A; ZA801464B; GB2096385B; GB2044980A; JPS55129939A; GB2044980B; SE453024B; JPH0359490B2; NL8001470A; GB2096385A; AU532210B2; FR2451612A1; DK106780A

Description

Jf(ρ 7. März 1980

3Ό09Τ3Τ~~

D-Hg/Su

-51

laACHQEREICHT

Craig I. Willis
Weston, Ontario, Canada

"Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen und Vorrichtung zu dessen Ausübung"

ι Die Erfindung betrifft Informations-Speichereinrichtungen und insbesondere ein löschbares und wiederverwendbares Archivge-

; dächtnis, bei dem das Aufzeichnen, Lesen und Löschen durch Eri

I hitzen erfolgt, das unter Verwendung einer gebündelten und gerichteten Strahlung, insbesondere eines stark gebündelten

i Laserstrahles, bei einem Aufzeichnungsmedium bewirkt werden

j kann.

j Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen, zu dessen Ausübung ein Aufzeichnungsmedium verwendet ι wird, das in zwei stabile feste physikalische Zustände reversi-• bei überführbar ist, die unterschiedliche spezifische Volumina I haben, wobei dieses Verfahren ein vorübergehendes Erhitzen eines

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: örtlichen gekräuselt erscheinenden Volumens des Mediums in der . Nähe seiner Oberfläche umfaßt, um den Körper von einem Zustand

in den anderen zu überführen, wobei das Volumen ausreichend groß i im Verhältnis zu dem Bereich der Oberfläche ist, der erhitzt

! wird, daß dort auf der Oberfläche des Mediums ein gekräuselt I erscheinender Bereich geänderter Oberflächenkrümmung erlangt ; wird, der ein vertikal/transversal Erseheinungsverhältnis von mindestens 1:10 hat.

Bei einer bevorzugten AusfUhrungsform wird ein impulsförmiger Laserstrahl oder eine andere Form von gebündelter Strahlung verwendet, um einen Impuls von Wärmeenergie auf ein Aufzeichnungsmedium mit glatter Oberfläche einwirken zu lassen, um eine Auf-

Zeichnungsmarkierung zu erzeugen, die auf der Oberfläche des j
ι Aufzeichnungsmediums in Form einer gekräuselt erscheinenden

■ Änderung der Oberflächenkrümmung, beispielsweise eine ge-

: kräuselt erscheinenden Höckers oder einer gekräuselt erscheinenden Einsenkung oder eines Kraters verbleibt.

j Dies wird erreicht, indem ein Medium benutzt wird, bei dem

i Änderungen der Dichte beim Aussetzen einer gesteuerten Erhitzung j und Abkühlung erzeugbar sind, und das bezüglich der Strahlung eine ausreichende Transparenz oder Durchlässigkeit hat, daß ! die Strahlung das Medium abwärts durchdringt und durch die

j Erhitzungswirkung der Strahlung vorübergehend ein Volumen j ; i

: schmilzt, deren Tiefe typisch groß im Vergleich zum Durchmesser;

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des Fleckes ist, der an der Oberfläche des Mediums geschmolzen ; ist.

! Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist,

ι daß bei der Wiedergabe oder bei der Reproduktion der aufge- |

ι ! zeichneten Information ein hohes Signal zu Geräuschverhältnis j

erreicht werden kann. Wenn eine Lichtmarke von einem mit der j Breite des in der Oberflächenkrümmung geänderten Bereiches, j beispielsweise des Höckers oder der Einsenkung, vergleichbaren > Durchmessers zum Abtasten über die Oberfläche des Aufzeichnungs-] ! mediums geführt wird, wird ein gutes Reflektieren von den j ■ nicht-markierten, flachen bzw. glatten Bereichen des Auf- '. Zeichnungsmediums erreicht, jedoch dann, wenn der Spot auf eine Einsenkung oder einen Höcker auftrifft, der ein Erscheinungs- ; Verhältnis von mindestens 1:10 hat, wird das Licht durch die Krümmung der Oberfläche zerstreut und datier kann ein Signal in Form eines stark ausgeprägten Abfalles der Intensität des re- \ flektierten Lichtes festgestellt werden, was mit einem optischen

• Fühler gemessen werden kann. Darüber hinaus kann durch Ver-' Wendung einer neuen Form eines optischen Filters, das nach-

• stehend in Einzelheiten beschrieben werden wird und das die I

Menge des reflektierten Lichtes reduziert, die von der Oberfläche des Mediums aufgefangen wird, so daß die gesamte oder der größte Teil der Menge des Lichtes, die vom Fühler empfangen j wird, aus einem Teil des reflektierten Strahles ausgewählt ist, der stärker moduliert ist, als der Rest des Strahles, eine be-

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"Λη

trächtliche Erhöhung der Amplitude des festgestellten Signales I erreicht werden, was einem erhöhten Kontrast zwischen der ^:Intensität des von der glatten Oberfläche des Mediums reflektierten Strahles und des Strahls entspricht, der von dem j Hocker oder der Einsenkurg reflektiert wird.

Obwohl bei den vorteilhaftesten Anwendungen der Erfindung ein Laserstrahl verwendet wird, um dieses gekräuselt erscheinende örtliche Volumen des Aufzeichnungsmediums zu schmelzen, gibt es andere, jedoch weniger geeignete Einrichtungen zum schnellen und vorübergehenden Erhitzen eines örtlichen Volumens eines schmelzbaren Mediums, beispielsweise elektronische oder Nicht-, Laser-elektromagnetische Strahlungen und die Verwendung von 'feinen Heizdrähten, die in das Medium eingebettet sind, wobei diei

! Verwendung all dieser Einrichtungen innerhalb des Rahmens der Erfindung liegt.

\ Die Erfindung wird nachstehend in Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Darstellung einer besonders scharfen fein aufgelösten Fotografie eines Elektronenmikroskopes eines dünnen Vertikalschnittes durch eine Schicht eines Aufzeichnungsmediums, das eine örtliche Veränderung der Oberflächenkrümmung in Form eines Höckers aufweist; i

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Fig. 2 in diagrammartiger Form ein Beispiel eines Aufzeichnungs- und Wiedergabegerätes gemäß der Erfindung und

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Beziehungen zwischen der Temperatur und dem spezifischen Volumen für zahlreiche morphologische bzw. Formzustände eines typischen festen Aufzeichnungsmediums.

• In Fig. 1 der Zeichnung ist eine Schicht 11 eines Aufzeichnungs-r j mediums dargestellt, das ein fester Körper ist, der einen

ersten und einen zweiten Zustand hat, die unterschiedliche j spezifische Volumina haben (es wird darauf hingewiesen, daß

' das spezifische Volumen eines Werkstoffes das Gegenteil seiner

i Dichte ist). Das Medium 11 ist wahlweise in einem der besagten ; Zustände durch Schmelzen des Mediums und Kühlen aus dem gei schmolzenen Zustand mit einer ausgewählten Kühlgeschwindigkeit

• herstellbar. Mit 12 ist die Begrenzung eines Laserstrahles dar-

i gestellt, der auf die optisch glatte und homogene Oberfläche

^; 13 des Aufzeichnungsmediums 11 gebündelt ist. Durch "optisch : glatt und homogen" soll zum Ausdruck gebracht werden, daß die

ι I

Oberfläche 13 keine Unregelmäßigkeiten in der Kontur der Ober- j fläche aufweist oder irgendwelche partikelartige oder andere Einschlüsse, wie Pigmentkörner usw. aufweist, die im Werkstoff selbst verteilt sind, was den optischen Unterschied zwischen j

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\ der glatten nicht mit Aufzeichnung versehenen Oberfläche 13 des

! Mediums und den erhabenen oder vertieften Höckern oder Ein-

J Senkungen stören würde, die auf der Oberfläche durch die

I Techniken gemäß der Erfindung verursacht werden.

; Der Laserstrahl 12 ist zu einer Lichtmarke gebündelt, die an

; der Oberfläche 13 des Aufzeichnungsmediums 11 ihren kleinst-

; möglichen Durchmesser hat. Das kleinste Ausmaß der Marke, das

ι erreicht werden kann, ist für einen Laserstrahl gegebener

; Wellenlänge durch die Beugungsgesetze auf ein bestimmtes Aus-

: maß begrenzt, das von der besagten Wellenlänge abhängig ist

; und diese kleinstmöglichst bemessene Marke ist infolgedessen

; als die "beugungs-begrenzte Marke" bezeichnet. Es wird betont,

^: daß in der Praxis die Seiten 12 des Laserstrahls in der Nähe

j des Mindestdurchmessers an der Oberfläche 13 nicht geradlinig

; sind sondern eine gekrümmte, eingeschnürte Gestalt haben. In

j der gleichen Weise sind die Seiten des Laserstrahls in dessen

I Bereich 14 unterhalb der Oberfläche 13 ebenfalls gekrümmt, wie

dies Fig. 1 zeigt.

j Im Betrieb wird die Schicht glatter Oberfläche des Aufzeichnungs mediums 11 impulsförmig mit einem gebündelten Laserstrahl 12 beaufschlagt, um eine Länge der Laserstrahlung ausreichender Intensität einzubringen, um das kleine Volumen des Materials im Medium 11, das durch den Strahl bestrahlt worden ist, auf die Schmelztemperatur zu erhitzen. Das Volumen 15 des Mediums 11, das durch den Laserstrahl erhitzt und durch den Strahl

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dort wo dieser in das Medium 11 eindringt, begrenzt ist, kann sehr schmal gemacht werden. Typischerweise wird der Durchmesser des Fleckes, der an der Oberfläche 13 geschmolzen wurde, weniger als etwa 0,65 my (0,65 mikron) betragen und die Dauer des Erhitzungsimpulses wird in der Größenordnung von 100 Nano-Sekunden liegen. Durch die Kleinheit des bestrahlten Volumens und durch die scharf abgegrenzten Charakteristiken des Laserstrahls können die Wärmemenge, die in das geschmolzene Volumen 15 eingebracht wird, und die erreichte Temperatur leicht gesteuert werden. Ist der Strahlungsimpuls beendet, beginnt das

geschmolzene Volumen zu kühlen mit einer Abkühlungsgeschwindig- ! keit, die stark von der Temperatur abhängt, auf die der geschmolzene Werkstoff gebracht worden ist. Wenn der Werkstoff knapp über die Schmelztemperatur gebracht worden ist, bleibt das umgebende Aufzeichnungsmedium in der Schicht 11 relativ kalt und das geschmolzene Volumen 15 wird beim Entfallen der Laserbestrahlung schnell erkalten, während dann, wenn das geschmolzene Volumen auf eine höhere Temperatur gebracht wird, das umgebende Mpdium ebenfalls entsprechend erwärmt wird, so wird sich eine langsamere Abkühlung ergeben, wenn die Laser-J strahlung beendet wird. Auf diese Weise kann die Abkühlungsgeschwindigkeit aus dem geschmolzenen Zustand gesteuert werden,

j so daß es möglich ist, beim Verfestigen des geschmolzenen I

^; Volumens entweder den ersten oder den zweiten der beiden unterschiedlichen spezifischen Volumenszustände zu erzeugen, in j denen das Medium 11 bestehen kann.

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Es muß hervorgehoben werden, daß darüber hinaus mit Werkstoffen,die in der Lage sind, den vorbeschriebenen thermisch induzierten Übergang auszuführen, dann, wenn eine Marke, d.h. eine Einsenkung oder ein Hocker auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums erzeugt worden ist, die Marke dann, wenn dies gewünscht ist, gelöscht werden kann, indem diese einer Strahlung solcher Intensität ausgesetzt wird, daß das vorher geschmolzene Volumen wieder geschmolzen und auf eine Temperatur erhöht wird, von der das Material durch die Temperatur, auf die das umgebende Medium dadurch gebracht wird, mit einer Geschwindigkeit derart abkühlt, daß es zumindest hauptsächlich auf sein spezifisches Ausgangsvolumen wieder hergestellt wird, woraufhin keine große Diskrepanz mehr zwischen dem spezifischen Volumen des wiedererhärteten Volumens und der umgebenden Masse des Aufzeichnungsmediums besteht und aus diesem Grunde keine Diskontinuität wie vorher an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums vorhanden ist.

■ Wo im Verlaufe einer Aufzeichnung das Medium aus einem Zustand j geringen spezifischen Volumens in einen Zustand von höherem j spezifischen Volumen überführt worden ist, wenn das gej schmolzene Volumen an den Seiten und am Boden durch den unge-' schmolzenen Rest des Aufzeichnungsmediums begrenzt ist, resultiert die Vergrößerung des Volumens in einer Menge geschmolzenen Werkstoffes, der aufwärts durch die Öffnung herausgetrieben wird, die in der Oberfläche 13 des Aufzeichnungsmedium^

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geschmolzen ist, um einen erhabenen, gekrümmten Hocker 16 zu schaffen, der oberhalb der Hauptebene der Oberfläche 13 verbleibt, wenn das Material abgekühlt ist. Die Ränder des Höckers 16 schaffen eine gekräuselte Ungleichmäßigkeit aus der Ebene der Oberfläche 13. Die Art und Weise der Bildung des Höckers 16 ist etwa analog zu der Art und Weise, in der eine Aufwärtsauswölbung von gefrorener Milch über den Hals einer Milchflasche erreicht wird, wenn deren Inhalt gefroren wird. j Es wird darauf hingewiesen, daß dieser "Milchflascheneffekt" ι gesteigert und die Höhe des Höckers vergrößert wird, wenn der ■ Durchmesser des Fleckes, der an der Oberfläche 13 des ; Materials geschmolzen ist, und ebenfalls der Durchmesser des Halses, durch den das geschmolzene Material aufwärts extrodiert wird, so schmal wie möglich im Verhältnis zum Volumen des j Materials/gemacht wird, das in der Schicht des Aufzeichnungsmediums 11 geschmolzen ist.

Es ist daher vorteilhaft, daß der Strahl vorzugsweise in eine beugungsbegrenzte Marke gebündelt werden sollte, die mit der Oberfläche 13 des Aufzeichnungsmediums 11 zusammenfällt, so daß ein Fleck mit einem Mindestdurchmesser an der Oberfläche 13 geschmolzen wird.

zu
Um so^rmöglichen, daß die aufgezeichnete Marke schnell von

der flachen Hintergrundoberfläche 13 durch eine optische Ein-

j richtung unterschieden werden kann, ist es erwünscht, daß das

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; ErseheinungsVerhältnis des Höckers 16 mindestens 1:10 ist, d.h. die vertikale Ausdehnung des Höckers im Vergleich mit ! dessen Weite sollte mindestens 1:10, besser mindestens 1:5

und noch besser etwa 1:2 betragen. Für die Idealbedingung, in

der die beugungsbegrenzte Marke mit der Oberfläche 13 der j Schicht 11 zusammenfällt, ist das Erscheinungsverhältnis des

Höckers, das erhalten wird, von drei Faktoren abhängig. ] Erstens wird das Erscheinungsverhältnis erhöht, wenn der

Konvergenzwinkel des ankommenden Strahles 12 zunimmt. Es be- ! stehen Jedoch praktisch Grenzen für den größton Wert der j numerischen Öffnung, die in Verbindung mit einem Laserrecorder verwendet werden kann. Der größte Wert der numerischen Öffnung,

der in der Praxis benutzt werden kann, ist etwa 0,85 ent- ! sprechend einem Konvergenzwinkel «* von etwa 116 , wie in j Fig. 1 angegeben.

Zweitens nimmt das Erscheinungsverhältnis des Höckers mit der Zunahme der Änderung des spezifischen Volumens zu, die beim Übergang vom Ausgangszustand in den geänderten Zustand des Aufzeichnungsmediums eintritt. Es ist nützlich, sich für die Änderung des spezifischen Volumens der Begriffe der prozentualen Änderung des spezifischen Volumens dV zu bedienen, die definiert ist als

dV - tA χ 100
^V2

in der V₁ die Größe der Differenz des spezifischen Volumens zwischen dem besagten ersten und dem zweiten Zustand des

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-X-

^: unterschiedlichen spezifischen Volumens ist und Vp das Ausgangs-r spezifische Volumen des Mediums 11 angibt.

Drittens nimmt das Erseheinungsverhältnis des Höckers mit der Zunahme des Volumens 15 des geschmolzenen Mediums zu und dies ist seinerseits abhanRip; von der Tiefe des Volumens 15, das durch den Laserstrahl geschmolzen worden ist. Die Tiefe, auf die das Volumen geschmolzen werden kann, ist durch die Transparenz oder Durchlässigkeit des Mediums in Bezug auf die spezielle Laserstrahlung, die verwendet wird, bestimmt. Es muß betont werden, daß die Transparenz sich mit den Änderungen der Wellenlänge ändert, jedoch für eine Strahlung einer gegebenen Wellenlänge ist die Durchlässigkeit des Mediums in Bezug auf die Laserstrahlung durch die nachstehende Formel angezeigt:

P (x) = P₀ e -^x/L ,

wobei P die Kraft oder die Intensität der Laserstrahlung an der Oberfläche 13, P (x) die Kraft einer Tiefe χ unterhalb der Oberfläche und L der Abstand ist, an den die Kraft des Strahles

1
auf Q- (36,8%) ihres Wertes an der Oberfläche abgefallen ist.

Der Wert L, der als Abklinglänge des Materials bezeichnet wird, ist für jedes gegebene Aufzeichnungsmedium und für Laserstrahlung einer gegebenen Wellenlänge konstant und in der Praxis wurde festgestellt, daß der Wert etwa die Tiefe angibt,

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auf die das gegebene Aufzeichnungsmedium durch die Strahlung

j einer gegebenen Wellenlänge geschmolzen werden kann.

Um einen Hocker mit einem Erscheinungsverhältnis von mindestens 1:10 bei der Verwendung eines gebündelten Laserstrahles zu erhalten, muß infolgedessen ein Medium verwendet werden, daß durch das Produkt dVL charakterisiert ist, wodurch man zumindest einen bestimmten Wert erhält. Aus der Betrachtung der Geometrie des birnenförmig gestalteten Volumens 15 des geschmolzenen Materials, wie in Fig. 1 dargestellt, kann leicht angenommen ; werden, daß das Produkt von dV · L einen Wert von mindestens ι etwa 2 pm haben muß, wobei L in mikron gemessen ist. Obwohl ; in der Theorie keine obere Grenze des Maximalwertes für das j

^! ι

• Produkt dV · L vorhanden sein muß, wird die maximale prozentuale Änderung des spezifischen Volumens, die in der Praxis zu-

j treffen kann, unwahrscheinlich oberhalb von 50 % liegen und aus Gründen, die nachstehend näher erläutert werden, ist es unerwünscht, daß die Abklinglänge L etwa 3 pm überschreitet. Infolgedessen sollte der Maximalwert von dV · L in der Praxis nicht etwa 150 pm überschreiten. Erwünschterweise sollte das Produkt dV . L mindestens etwa 4 pm betragen. In der bevorzugten Form der Erfindung beträgt dieses Produkt etwa 7 pm,

J Bei den vorher genannten Schichten von Aufzeichnungsmedien

handelt es sich hauptsächlich um solche, die in der Lage sind,

j eine Vergrößerung im spezifischen Volumen auszuführen, d.h.

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eine Absenkung der Dichte. Das erfindungsgemäße Aufzeichnungsverfahren ist Jedoch auch bei solchen Schichten von Aufzeichnungsmedien anwendbar, die in der Lage sind, eine Herabsetzung des spezifischen Volumens beim Schmelzen und Abkühlen mit einer ausgewählten Geschwindigkeit auszuführen. In einem solchen Fall wird die erforderliche Energiemenge in das geschmolzene Volumen 15 so eingebracht, daß nach der Beendigung des Laserstrahlung impulses das geschmolzene Volumen mit einer so gewählten Abkühlungsgeschwindigkeit abkühlt, daß eine Überführung in den anderen physikalischen Zustand erfolgt. Daraufhin erfolgt die entsprechende Verringerung des Volumens der geschmolzenen Zone 15, so daß eine Einsenkung entsteht, wie dies in Fig. 1 durch die unterbrochene Linie 17 angedeutet ist. : Wie bei dem Verfahren zur Erzeugung eines vorstehenden Höckers erläutert wurde, kann durch Wahl der Intensität des Impulses der Laserstrahlung, die auf das Aufzeichnungsmedium gerichtet ist, der eingesenkte Bereich wieder geschmolzen und auf eine Temperatur derart angehoben werden, daß eine Abkühlgeschwindigkeit erreicht wird, die darin resultiert, daß das wiedergeschmolzene Volumen in seinen Ausgangszustand spezifischen Volumens zurückkehrt, so daß die Einsenkung ausgelöscht und die Oberfläche des Mediums in ihren glatten Ausgangszustand zurückgeführt wird.

Bei ausgewählten Werkstoffen, die als Aufzeichnungsmedien für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar sind, können

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' übliche — Abklinglänge-Meßtechniken zum Messen der kleinen . Werte der — Abklinglänge und des Wertes L in pm benutzt werden. j Es können beispielsweise dünne Filme aus den zu prüfenden Werkstoffen hergestellt werden. Die Filme nehmen in der Wandstärke zu einem Rand hin ab, so daß Messungen der Änderung der Durchlässigkeit des Mediums bei sich ändernder Stärke des Films direkt gemacht werden können. Ferner können bei vorgeschlagenen Aufzeichnungsmedien, die in einem Lösungsmittel lösbar sind, Messungen der Absorption der Laserstrahlung bei Lösungen unterschiedlicher Konzentration gemacht werden, wodurch ein Wert durch Extrapulation erhalten wird, der der —■ Abklinglänge des reinen festen Körpers entspricht.

Die gewünschten Aufzeichnungsmedien, die die Erfordernisse einer relativ kurzen Abklinglänge in Bezup, auf Laserlicht erfüllen und eine optimal glatte homogene überfläche besitzen, werden normalerweise ein schwarzes, glänzendes Aussehen haben ι und alle diese Werkstoffe sind prima facie zur Verwendung \ als Aufzeichnungsmedien für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet.

Die Fähigkeit eines gegebenen Werkstoffes,in zwei verschiedenen Zuständen von spezifischen Volumina zu bestehen, zwischen denen derfWerkstoff durch Schmelzen und Kühlen mit einer ausgewählten Geschwindigkeit umschaltbar ist, kann sehr leicht durch Prüfen des Werkstoffes mit einem gebündelten Laserstrahl

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j festgestellt werden, d.h.. es wird ein Laserstrahl verwendet,

der mit einer Impulsdauer in der Größenordnung von 100 Nano-Sekunden pulsiert und eine steuerbare Intensität hat. Dieser Laserstrahl wird zu einer an der Oberfläche des vorgeschlagenen Aufzeichnun-smediums beugungsbegrenzten Marke gebündelt. Die Prüfung kann auch mit jedem anderen Verfahren durchgeführt werden, was in der Lage ist, ein geringes Volumen des zu prüfenden Mediums vorübergehend zu schmelzen und dessen Abkühlen unter solchen Bedingungen ermöglicht, daß der geschmolzene Werkstoff schnell abgeschreckt werden kann oder langsamer abkühlt. Es ist beispielsweise möglich, die durch Wärme ausgelösten Änderungen des spezifischen Volumens bei kleinen Proben des vorgeschlagenen Aufzeichnungsmediums durch deren Schmelzen und Kühlen bei verschiedenen Abkühlgeschwindigkeiten zu untersuchen, d.h. dadurch, daß der geschmolzene Werkstoff langsam bei der Umgebungstemperatur abkühlen kann oder durch Abschrecken der geschmolzenen Probe, indem diese in ein Bad einer inerten Kühlflüssigkeit, beispielsweise Goldwasser, getaucht wird, wonach die Veränderungen des spezifischen Volumens beobachtet werden.

Beispiele für Aufzeichnungsmedien umfassen hochschmelzende bituminöse Substanzen, wie inländische Asphalte z.B. Gilsonit, Albertit und Trinidad-Pech und Petroleumasphalt oder Petroleumraffinerie-Destillationsrückstände und Fraktionen dieser Substanzen, z.B. chromatographisch erhaltene Fraktionen oder Lösungsfraktionen.

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Das bevorzugte Aufzeichnungsmedium unter den bisher geprüften ist ein Film aus einem handelsüblichen Dichtungswachs, das einen glänzenden schwarzen festen Werkstoff bildet, der von der Firma Shell International Chemicals Co. Limited, London, England SE1 7PG, unter der Handelsmarke "APIEZON W" erhältlich j ist. Die physikalischen Eigenschaften von APIEZON W, wie sie vom Hersteller angegeben sind, sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt. Filme dieses Werkstoffes werden vorzugs-

\ weise durch Messerbeschichtung oder Tauchbeschichtung eines j

Trägers mit einer Lösung von APIEZON W-Werkstoff in einem organischen Lösungsmittel, beispielsweise Troluol oder Trichloroetan, und aus Gasen des Lösungsmittels hergestellt, da in dieser Art und Weise hergestellte Filme bessere Aufzeichnungseigenschaften besitzen, als APIEZON W-Vollmaterial. Wünschenswerterweise wird die Lösung als eine hochviskose, konzentrierte Lösung von APIEZON W in dem Lösungsmittel hergestellt, vorzugsweise mit einer Viskosität in der Größenordnung von mindestens 700 Centipoise, da diese konzentrierten Lösungen Filme mit besseren Aufzeichnungseigenschaften ergeben. Filme, die aus diesen konzentrierten Lösungen hergestellt werden, ergeben ein vorzügliches Aufzeichnungsmedium, von dem kleine Volumina leicht geschmolzen undin einen Zustand vergrößerten spezifischen Volumens bei der Anwendung eines pulsierenden Laserstrahles auf diesen überführt werden können. Somit kann der Werkstoff leicht geschmolzen und abgeschreckt werden und Hocker mit erhöhter, reliefartiger Oberfläche können an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums ausgebildet werden.

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Tabelle

etwaiger Erweichungspunkt, ⁰C 85

i Anwendungstemperatur,⁰C 100

; Dampfdruck bei 20⁰C, torr 10~⁸

j Dampfdruck bei 100⁰C,torr 5 χ 10~⁶

Spezifisches Gewicht bei 20°C/15,5°C 1.055

Spezifisches Gewicht bei 3O°C/15,5°C 1.048

' Durchschnittsmolekulargewicht 1214

; Koeffizient der Volumenausdehnung pro ⁰C,

über 20OC - 30oc 6.2 χ 10"^

' Wärmeleitfähigkeit, w/m ⁰C 0.189

Spezifische Wärme bei 25°C, cal/g 0.43

j Joule/g 1.8

^; Verlusttangente 0.015

j ., ι ι

j Durchlässigkeit 2.8

'■ 1'

i Volumenwiderstandsfähigkeit, ohm cms 6.31 x 10 ·

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!Beim Wiederschmelzen der reliefartig erhabenen Bereiche des ;

I

Aufzeichnungsmediums unter Verwendung eines Laserstrahls hoher ■

ι i

J Intensität können die Hocker abgeflacht und dadurch die Aufzeichnung gelöscht werden, wenn der geschmolzene Werkstoff darauf mit langsamerer Geschwindigkeit abkühlt, so daß dieser in seinen Ausgangszustand geringen spezifischen Volumens zurück^

< kehrt.

j Es wird angenommen, daß diese Änderungen des spzeifischen Volumens mit Änderungen von einem kristallinen Zustand, der j einem geringen spezifischen Volumen entspricht, in einen

ί amorphen Zustand verbunden sind, der dem vergrößerten spezifischen Volumen entspricht, und daß beim Schmelzen und

schnellen Abkühlen oder Abschrecken der Amorphzustand erzeugt wird, während beim langsamen Abkühlen des geschmolzenen Werkstoffes eine Rekristallisation und die ursprüngliche höhere Dichte und geringeies spezifisches Volumen kristallinen Zustande s erreicht werden.

In jedem Falle wurde festgestellt, daß dann, wenn eine Aufzeichnung auf einem Film von APIEZON W-Werkstoff gemacht wurde, der aus einer Lösung aufgebracht wurde, wie dies in Fig. 1 veranschaulicht ist, das birnenartig geschmolzene Volumen 15» das in Fig. 1 dargestellt ist, in der elektronischen Mikrographie heller erscheint, als die umgebenden, dunkleren ungeschmolzenen Bereiche, und dies ist ein Anzeichen einer

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3<f

j geringeren Dichte im Zustand des höheren spezifischen Volumens, j Obwohl über die Kristallinität von APIEZON W-Wachs bisher noch nichts berichtet worden ist, zeigen elektronische Durchstrahlungs-Mikrofotografien durch dünne Bereiche des Werkstoffes ein Aussehen, das ein Hinweis auf das Vorhandensein einer feinen mikrokristallinen Kornstruktur ist, wobei die Korngrößen klein im Vergleich zur Wellenlänge des Lichtes sind und auf diese Weise nicht die optische Glätte der Oberfläche des Mediums stören. Darüber hinaus sind die Zonen des Mediums, die dem Aufzeichnungsverfahren ausgesetzt worden sind und die

ι in einen Zustand vergrößerten spezifischen Volumens überge- ' führt wurden, physikalisch weniger brüchig, als die nicht-überführten Zonen, was eine überführung in einen elastischeren Zustand anzeigt, der dem amorphen Zustand zugeordnet ist.

Mit dem APIEZON.W-Werkstoff angestellte Versuche zeigen, daß in Verbindung mit einem Laserlicht, das aus einer typischen Laserquelle stammt, beispielsweise eine blaue Strahlung mit

einer Wellenlänge von 4880 AE,wie diese von einem Argon-Ion-Laser erhalten wird, der APIEZON W-Werkstoff eine ^ Abklinglänge von etwa 1,0 um zeigt. Beim übergang von dem Zustand geringen Volumens in den Zustand größeren Volumens erfolgt eine prozentuale spezifische Volumenänderung dV wie vorstehend erläutert wurde, von etwa 7%, so daß das vorher erläuterte Produkt aus dV · L einen Wert von etwa 7 pm hat.

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Weitere Beispiele von Aufzeichnungsmedien umfassen durch Wärme dunkler werdende organische Werkstoffe, die durch Wärmebehandlung ; in der Farbe gedunkelt wurden.

Ein Beispiel eines Aufzeichnungsmediums, das in der Lage ist, erhabene Aufzeichnungsmarken in Form von Höckern zu bilden,

j wenn es einem gebündelten Laserstrahl ausgesetzt ist, ist der

I glänzende schwarze Rückstand von karamelisiertem Zucker, der

: durch Erwärmen von Sucrose (Rohr- oder Rübenzucker) über einen ; längeren Zeitraum erhalten wird. Wie bei dem APIEZON W-Werk-

j stoff kann beim Einwirken eines Laserlichtimpulses relativ ! geringer Intensität eine erhabene höckerartige Marke geschaffen werden und beim Einwirken eines Impulses höherer

¹ Intensität auf den Hocker kann dieser flach/<emacht und damit

j die Aufzeichnung gelöscht werden. Die Reaktion des karamelij sierten Zuckers ist jedoch wesentlich schwächer, da die Höhe j der Höcker, die ausgebildet werden können, wesentlich niedriger ist und dieser Werkstoff daher nicht zu bevorzugen ist.

j Weitere Beispiele von Aufzeichnungsmedien umfassen lackierte polymere Harze, vorzugsweise ausgehärtetes Epoxyharz, das durch

I Imprägnieren eines polymeren Harzes mit einem lichtabsorbierenden Mittel hergestellt wird, bis das Harz einen vorbestimmten Grad an Lichtabsorbierung aufweist.

j Ein Beispiel eines Werkstoffes, der in der Lage ist, eine Ver-

! ringerung des spezifischen Volumens beim Erwärmen durch einen

! -2Oa-

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Laserstrahl auszuführen, so daß eine Einsenkung, wie sie in Fig. 1 mit der unterbrochenen Linie bei 17 angedeutet ist, zu erzeugen, ist ein ausgehärtetes Epoxyharzmaterial, das durch Dotieren mit Jod geschwärzt ist. Dieses Material wird durch Mischen einer handelsüblichen, zweiteiligen Epoxyharz-Klebstoffpackung, beispielsweise Letage's Zweikomponenten-Epoxyharzmaterial erhalten, um zu einem ausgehärteten Epoxyharzfilm zu gelangen. Der Film wird dann mit Joddampf in Berührung gebracht, beispielsweise indem der Film in einem dichten

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Verschluß belassen wird, in den Jodkristalle eingebracht worden waren, bis der Film ausreichend Dampf absorbiert hat, um ihn schwarz zu gestalten. Wird die Oberfläche dieses Filmes \ Impulsen (impulsdauer 100 bis 200 Nano-Sekunden) von blauem j

ο
Laserlicht (Wellenlänge 4880 AE) ausgesetzt, der zu einer j an der Oberfläche des Filmes beugungsbegrenzten Marke gebündelt ' ist und eine Intensität von etwa 2 bis 3 mW an der Oberfläche des Films hat, kann eine Aufzeichnung in Form einer kraterartigen Einsenkung an der Oberfläche des Films erzeugt werden.

Die aufgezeichnete Information kann durch Schwenken der Licht-

i marke längs der Oberfläche des Films über die Einsenkungen ^!

reproduziert werden, wobei der Laser kontinuierlich auf einem > tieferen Intensitätsniveau (beispielsweise etwa 300 mW) arbeite^,

i Von der Oberfläche des Films wird dadurch eine pulsierende j

Reflektion erhalten. Die Aufzeichnung kann gelöscht werden, j indem die besagte beugungsbegrenzte Lichtmarke über die Auf- j zeichnung geführt wird, wobei der Laser kontinuierlich so ge- '

handhabt wird, daß die Intensität der Marke etwa 3 mW beträgt, j

Nach dem Löschen wird dann, wenn eine Lichtmarke des Laser- J

ι lichtes geringer Intensität über die Spur geführt wird, die vor-j her die Aufzeichnung enthielt,keine pulsierende Reflektion mehr erhalten.

Abgesehen von den Aufzeichnungsmedien, die wahlweise von einem j amorphen in einen kristallinen Zustand umgewandelt werden können, gibt es noch andere Werkstoffe, die einer Änderung des

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spezifischen Volumens bei einer ausgewählt bemessenen Erwärmung unterliegen. Beispielsweise können verschiedene Werkj stoffe so gestaltet werden, daß sie Änderungen der Dichte er- ! fahren, indem sie abgeschreckt und auf Abkühltemperatüren er-, wärmt werden, obwohl der Werkstoff in einem amorphen Zustand verbleibt. Solche Werkstoffe, die wahlweise zwischen verschiedenen Zuständen der Dichte oder des spezifischen Volumens umgeschaltet werden können, durch Einwirkenlassen von gesteuerten Mengen von Wärmeenergie auf ein beschränktes Volumen dieses Werkstoffes unter Verwendung eines gebündelten Laserstrahles, sind ebenfalls zur Ausübung des erfindungsgemäßen

Aufzeichnungsverfahrens verwendbar. Bezüglich der weiteren Beschreibung von amorphen Werkstoffen variabeler Dichte wird auf Turnbull et al "Stucture of Amorphous Semiconductors" J. Non-Crystalline Solids vol 8-10, pp. 19-35, 1972, verwiesen.

Die im Augenblick bevorzugten AufzeichnunKsmedien sind jedoch Werkstoffe, die einen Übergang zwischen kristallinen und amorphen Zuständen ermöglichen, wobei sie eine Vergrößerung des spezifischen Volumens erfahren. Die gewünschten Eigenschaften der bevorzugten Aufzeichnungsmedien zur erfindungsgemäßen Verwendung werden nachstehend unter Bezugnahme auf Werkstoffe erläutert, die sich ursprünglich in einem Zustand

; geringen spezifischen Volumens (hohe Dichte) befinden, und die in einen Zustand höheren spezifischen Volumens umgeschaltet

ι werden können, was zur Erzeugung von Höckern führt. Es wird

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^ßAD original

jedoch angenommen, daß sich ähnliche Prinzipien auch bei Werkstoffen anwenden lassen, die bei Aufzeichnungsverfahren verwendet werden,wobei eine Verringerung des spezifischen Volumens auftritt, die zur Bildung von Einsenkungen in der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums führt.

Br>i den bevorzugten Werkstoffen sollte die Übergangstemperatur T ausreichend oberhalb der Raumtemperatur liegen, so daß der

amorphe Zustand geringer Dichte stabil ist und über den gesamten Bereich der Umgebungstemperaturen auch stabil verbleibt. Vorzugsweise sollte T nicht tLefer als etwa 5O°C sein.

Darüber hinaus sollte die thermische Leitfähigkeit (oder äquivalent das thermische Diffusionsvermögen) aus einer Zahl wichtiger Gründe niedrig sein: Sie verhindert die seitliche Ausbreitung thermischer Energie während des Höckerbildungsvorganges, was hohes Auflösungsvermögen der Aufzeichnungen ermöglicht. Sie setzt das Ansprechkraftniveau zum Schreiben und Löschen auf wirtschaftliche Niveaus herab; und sie macht die örtliche Kühlzeit von der Menge der eingebrachten Wärme abhängig, so daß entweder Abschrecken (Aufzeichnen) oder das langsame Abkühlen thermisch eingeleitet werden kann.

Ein gewünschter Wert der themLschen Leitfähigkeit liegt unterhalb von 5mW/cm°C, genauer gesagt, unterhalb von 3 mW/cm°C

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Die charakteristische Abkühlzeit sollte kurz sein, so daß ein Volumen geschmolzenen Werkstoffes, das kleiner als 1 kubikmicron in der Größe ist, sich seiner maximalen Dichte innerhalb einer Mikro-Sekunde annähert. Dies ist ein Erfordernis für schnelle thermische Umkehrbarkeit. Um ferner eine gute Empfindlichkeit zu erhalten, sollte der Schmelzvorgang nur so wenig wie möglich Wärme vom Aufzeichnungslaser benötigen. Für i die thermische Wirksamkeit müssen eine Anzahl von Erforder- j nissen erfüllt werden. Im Falle eines kristallinen Werkstoffes j

ist es nötig, die Substanz über die Übergangstemperatur der \ amorphen Phase hinaus zu der genauen thermodynamischen Schmelz- ^! temperatur T zu erwärmen, um eine vollständige Amorphisierung j beim Abschrecken zu erreichen. Dies ist deshalb erforderlich, i

weil die letzten Spuren der Kristallität nicht verschwinden, I

i bis die Schmelztemperatur erreicht ist. Aus diesem Grunde sollte die Schmelztemperatur nicht besonders hoch sein. Damit die Kristallisation während des AbkühlVorganges kinetisch gefördert wird, sollten T und T um einge 10 Grade voneinander getrennt sein. Daher sollte, wenn T etwa 1OO°C beträgt, T mindestens 150⁰C betragen. Die beiden Hauptfaktoren, die bestimmen, wieviel Wärme erforderlich ist, um ein Schmeben zu j erreichen, sind die spezifische Wärmekapazität und die latente Verschmelzungswärme. Daher ist es wünschenswert, Werkstoffe auszuwählen, bei denen diese beiden Werte niedrig sind. Der Werkstoff sollte eine scharf begrenzte Schmelztemperatur im kristallinen Zustand und eine relativ gut begrenzte Erweichungs-·

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temperatur in dem glasigen oder amorphen Zustand haben.

Die optische Abklinglänge des Werkstoffes für die gewählte Laserwellenlänge sollte lang genug sein, um eine Eindringtiefe zu ermöglichen, die ausreicht, die Volum^nausdehnung zu produzieren, die erforderlich ist, um einen leicht feststellbaren Hocker zu ergeben, der ein Erschoinungsverhältnis von mindestens 1:10 an der Oberfläche hat. Um ein Abspiel-Signal mit hohem Kontrast zu erzeugen, wobei ein Abtaststrahl verwendet wird, der zu einer beugungsbegrenzten (d.h. wellenlängen-j· bemessenen) Marke gebündelt ist, sollte die Höhe und Breite j des Höckers mit der Wellenlänge des besaiten Abtaststrahls vergleichbar sein. Wie bereits vorher ei-wMhnt wurde, wird, wenn der Werkstoff eine relativ großen prozentuellen spezifischen Volumenwechsel oder eine Ausdehnung beim Abschrecken ausführt, die Eindringtiefe, die erforderlich ist, um die gewünschte Gesamtausdehnung zu erzeugen, proportional gering sein. Beispielsweise sollte für eine wirksame Hochrelief-Aufzeichnung mittels eines Blaulichter; ml.L f;inor Wellonl.'inge von Λ « 4.880 i& an die Abklinglän^e vorzugsweise etwa ein Mikrometer sein, was einem prozentualen spezifischen Volumenwechsel von etwa 5 bis 10 % entspricht. In der bevorzugten Form, in der der Laserstrahl an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums zu einer beugungsbegrenzten Marke gebjbdelt ist, wird die — Abklinglänge normalerweise in der Größen-Ordnung von etwa 1/10 bis etwa das Doppelte der Breite des

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Bereiches sein, der an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums geschmolzen ist. Bei geringerer Abklinglänge ist es unwahrscheinlich, daß genügend Material geschmolzen wird, um einen Höcker mit angemessenem vorerwähnten Erscheinungsverhältnis zu erzeugen und bei größeren Abklinglängen wird ein überflüssig großes Volumen des Mediums erhitzt und ein Lichtimpuls sehr hoher Intensität ist erforderlich, um das Aufzeichnungsmedium zu schmelzen. Wegen der hohen Kosten der Laserkraft werden die Kosten des Aufzeichnungsverfahrens über annehmbare Werte erhöht. Vorzugsweise ist die — Abklinglänge etwa die Hälfte des doppelten der Breite der Marke, die das Schmelzen an der Oberfläche bewirkt hat, und in der im Augenblick bevorzugten Form ist die — Abklinglänge etwa das Doppelte des Wertes der besagten Breite.

Zusätzlich zu den thermischem, morphologischen und optischen vorerwähnten Eigenschaften sollten die bevorzugten Werkstoffe die Herstellung von großen Bereichen von Aufzeichnungsmedien mit optischer Glätte und Homogenität erleichtern, ohne auf kostspielige Verfahren, wie Vakuumablagerung, zurückgreifen zu müssen.

• Das Laseraufzeichnungsverfahren und die Vorrichtung, die für j die Aufzeichnung und das Abspielen verwendet wird, sind in ! Einzelheiten in Fig. 2 der Zeichnung dargestellt.

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Ein aufnehmender Teil 21 umfaßt einen steifen oder flexibelen Träger 22, auf den eine Schicht 11 von Aufzeichnungsmedium, ' eine transparente, elastische komprimierbare Schicht 23, beispielsweise aus Luft oder einer festen komprimierbaren Schicht, beispielsweise aus klarem Selikon-Gummi, und eine harte trans-

parente Staubabdeckung 24, beispielsweise eine Glasabdeckplatte, aufgebracht ist. Die einen Laserstrahl erzeugende Vorrichtung umfaßt eine Quelle für polarisiertes kontinuierliches oder pulsierendes Laserlicht 26 variabeler Intensität, einen

Dynamikdehner-KoHimator 27, einen Polarisations-Strahlverteiler 28, eine Viertelwellen-Platte 29, eine hochnumerische Öffnung (z.B. 0,65) Mikroskopobjektivlinsen 31, eine bewegliche und veränderlich offenbare Kreisblende 32, die als Raumfilter dient, und einen optischen Detektor 33. Diese ; Elemente dienen dazu, einen Strahl von Laserlicht 12 zu er-. zeugen und am aufnehmenden Teil 21 zu bündeln und verschiedenartige Mengen des reflektierten Lichtes, das durch die Pfeile 34 angedeutet ist, zu sammeln und zu der Detektoreinrichtung 32, 33 zu richten. Die Zustände der Polarisation der Laser- ; strahlung von der Quelle 26 und von den einfallenden und re-' flektierten Strahlen sind in Fig. 2 durch die übliche Be-

; zeichnung angegeben.

Der einfallende gebündelte Laserstrahl durchdringt die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 11 und wird in einer Tiefe • absorbiert, die typischerweise zwei optischen Wellenlängen

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entspricht. Dieser eindringende Laserstrahl wird in Wärme um-ι gewandelt, die das Medium 11 erwärmt, und kann dann, wenn seine Kraftdichte höher ist als ein bestimmter Grenzwert, ein örtliches Schmelzen hervorrufen.

Während eines anfänglichen Aufzeichnungsvorganges pulsiert die Intensität des Laserstrahles 12 kurz (etwa für 100 Nano-Sekunden) oberhalb des vorgenannten Schmelzgrenzwertes, um ein örtliches Schmelzen an ausgewählten Stellen in der Schicht 11 des Aufzeichnungsmediums des aufnehmenden Teiles zu bewirken. Das örtliche Schmelzen dient dazu, kleine Taschen der Schicht 11 amorph zu gestalten, die im Falle der Höckerbildung weniger dichte amorphe Bereiche schaffen, wie das amorphe Volumen 15 in Fig. 1. Durch die mechanische Festigkeit, die durch das umgebende, nicht geschmolzene Material 11 gegeben ist, entsteht an der Oberfläche der Schicht 11 ein gekräuselt erscheinender Hocker 16 oder in dem Fall, wenn ein Material verwendet wird, das zu einer Herabsetzung des spezifischen Volumens in der Lage ist, eine gekräuselt erscheinende Einsenkung 17. Während des Lesevorganges wird die Intensität des

es

Laserstrahls unterhalb des besagten Schmelzgrenzwertnies Aufzeichnungsmaterials herabgesetzt und entweder der Strahl oder der aufnehmende Teil 21 bewegt, so daß die Oberfläche der Schicht 11 durch die Marke bzw. den Fleck des gebündelten Laserlichtes abgetastet wird. Wenn sich die Abtast- oder Lesemarke über die Aufzeichnungsoberfläche bewegt, werden 7%

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des einfallenden Lichtes zu den Linsen reflektiert und durch den Strahlverteiler dem optischen Detektor 33 zugeleitet, der die Intensität des reflektierten Lichtes mißt. Wenn der Strahl auf einen flachen Bereich fällt, wird das gesamte reflektierte Licht durch die Linsen 31 aufgefangen und dem Detektor 33 zugeleitet, der eine relativ hohe Intensität mißt. Wenn jedoch der Strahl auf einen Hocker 16 oder eine Einsenkung 17, die eine abwärts gekrümmte vertiefte Oberfläche hat, auftrifft, bewirkt die örtlich hoch gekrümmte domartige Oberfläche des Höckers oder die kraterartig vertiefte Oberfläche der Einsenkung ein Ausbreiten des reflektierten Lichtes J>k über einen wesentlich größeren Winkel als denjenigen, der durch die Öffnung der Linsen 31 gegeben ist. Auf diese Weise muß das reflektierte Licht auf die Außenseite der Linsenöffnung fallen und der Detektor 33 mißt eine wesentlich veringerte Intensität. Wenn

marke
die Laser' über die Aufzeichnungsoberfläche bewegt wird, signalisiert ein plötzlicher Abfall der reflektierten Intensität das Vorhandensein eines Höckers oder einer Einsenkung, was einem Bit der Information entspricht.

Man kann selbstverständlich die Amplituden dieser Absenkungen durch Verwendung einer variabelen Kreisblende 32 erhöhen, die zwischen den Linsen 31 und dem Detektor 33 angeordnet ist. Es ist eine Charakteristik der durch die Reflektion des Lichtes von den vorgenannten Höckern oder Einsenkungen erhaltenen

- 30 030039/0731

Rückstrahlung, das dort ein geringer Teil des reflektierten Strahlmusters 34 ist, der einer größeren Änderung der Intensität unterliegt, als der Rest des Musters, wenn ein Hocker oder eine Einsenkung von der Abtastmarke erfaßt wird. Durch die Anordnung einer veränderlich offenbaren Kreisblende 32 ist

! einer mechanischen Anordnung, die es ermöglicht, daß deren

Stellung in einer senkrecht zum reflektierten Strahl stehenden ! Ebene einstellbar ist und durch die Einstellung der Stellung

und die Größe der Öffnung ist es möglich, den Teil dss Strahles auszuwählen, der am höchsten moduliert ist, wenn sich die Abtastmarke über den Hocker oder die Einsenkung bewegt. Dieses Verfahren ermöglicht eine Verbesserung von typischerweise einem oder zwei oder drei Paktoren in dem Ausgangesignalkontrast und wenn das Niveau der Aufzeichnungskraft wesentlich über den Aufzeichnungsgrenzwert verlegt ist, kann diese Technik leicht ein Ausgangesignal ergeben, dessen Modulationstiefe sich an 100 % annähert. Das heißt, wenn die öffnung der Blende 32 genau justiert ist, wird die Anwesenheit eines Höckers die Intensität, die vom Detektor festgestellt wird, auf ein Niveau abgesenkt, das so aussieht, als ob der Laserstrahl abgeschaltet wäre. Die Verwendung eines einstellbaren Raumfilters, wie die Irisblende 32, ist neu und führt zu einem Abspielsignal-Kontrastniveau, das bisher noch nicht übertroffen wurde.

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Bei den Werkstoffen, die während des AufZeichnens erhöhte Hocker bilden, wird das Löschen durch Erhöhen der Intensität des Laserstrahls 12 um einen Faktor auf zwei Paktoren oberhalb des Grenzwertes für die Aufzeichnung erhöht und durch Führen der Marke über die ausgewählten Kennzeichen. Diese Maßnahme dient der Rekristallisation des amorphen geschmolzenen und verfestigten Volumens 15, was die zugeordneten Hocker flach werden läßt. Für den Fall, in dem eine Aufzeichnungsoberfläche APIEZON W mit einer Geschwindigkeit bewegt wird, die langsam genug ist, daß sich die Oberfläche während eines Belichtungsimpulses nicht viel bewegt, ist der Aufzeichnungsgrenzwert typischerweise etwa 1,5 mW bei einem Durchmesser von 0,5 um der Marke aus blauem Licht X = 4880 AE von einem Argon-Jod-Laser. Der Grenzwert zum Löschen unter gleichen Bedingungen beträgt 3 mW.

Die "Grenze" des konvergierenden Laserstrahles ist, wie Fig. zeigt, durch die gekrümmten Linien CD und F und E dargestellt, die die Oberfläche eines Hyperboloiden umreißen, in dem die Lichtdichte oberhalb des Schmelzgrenzwertes des Aufzeichnungsmaterials 11 liegt. Die mit Spitzen versehene symmetrische Kurve 36 veranschaulicht das Airy-Muster und zeigt die relative radiale dichte Verteilung des Strahles in der Nähe der Aufzeichnungsoberfläche 13 an. Die radiale Stellung, in der die Kraftdichte des Strahls auf die Hälfte ihres spitzen Wertes abgefallen ist, ist durch den Halbkraft-Wert 37 angegeben, der

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«τ

den Halbkraft-Durchmesser des Laserstrahls an der Aufzeichnungsoberflache definiert. Wegen des scharfen Schmelzgrenzwertes des Aufzeichnungswerkstoffes ist ein Radius vorhanden, über den hinaus ein Schmelzen wegen des sehr hohen Abfalls der Intensitätsverteilung entsprechend der Schmelztemperatur des Aufzeichnungswerkstoffes nicht mehr erfolgt. Wird die Gesamt-

j intensität des Laserstrahls abgesenkt oder erhöht, wird sich

j die horizontale Linie in der Verteilungskurve aufwärts oder abwärts bewegen, wobei die Schnittpunkte der Linie mit der Verteilungskurve die radiale Grenze des sich ergebenden Höckers bezeichnet. Auf diese Weise ist es beim Absenken der Strahlintensität auf ein geeignetes mit dem Schmelzgrenzwert gleich- ! zustellendes Niveau möglich, einen Hocker zu erzeugen, der

in

! schmaler ist als die Halbkraft-Markengröße und gleicher Weise

kann durch Anheben der Strahlintensität ein größerer Hocker j hergestellt werden. Fig. 1 zeigt den speziellen Fall, in dem

der Schmelzgrenzwert dem Halbkraftpunkt entspricht, was zur ι Bildung eines Höckers führt, dessen Durchmesser genau die Halbkraftbreite des Strahls ist.

Es ist nützlich, die "effektive Markengröße" des Strahls als den Durchmesser (an der Oberfläche 13) der geschmolzenen Zone zu bezeichnen. Für einen gegebenen Werkstoff mit einer gegebenen Schmelztemperatur wird die effektive Markengröße in der Tat zunehmen, wenn die Gesamtintensität des Strahles erhöht wird. Diese Tatsache ergibt auf folgende Weise eine große

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Tragweite beim Aufzeichnungsverfahren. Aus geometrischen Gründen

ι wird ein kleineres geschmolzenes Volumen schneller abkühlen, als i
ein größeres. Da der Amorphisationsprozeß, der zur Bildung des Höckers 16 führt, von einer großen Kühlgeschwindigkeit abhängt, j um ein Abschrecken in der Zone 15 zu bewirken, ergibt sich j daraus, daß die effektive Markengröße beim Aufzeichnen auf ein Minimum gehalten werden sollte. Dies stimmt in der Tat mit dem Ziel der Maximierung der Bit-Dichte überein. Daher sollte die Gesamtintensität des Laserstrahls unterhalb eines gewissen kritischen Niveaus zur Erzeugung der besten Aufzeichnungsresultate gehalten werden. Dieses kritische Niveau ist der Grenzwert für das Löschen.

Wie bereits erwähnt wurde, ist es mit Aufzeichnungsmedien von sehr geringer thermischer Leitfähigkeit möglich, die Abkühlungsgeschwindigkeit einer typischen Aufzeichnungs-"Zelle" 15 durch Variieren der W^rmemen^e zu steuern, die durch den Laserstrahl während des SchmelzVorganges eingebracht wird. Der Werkstoff j neigt in einem hohen Maße zu einem festen Zustand niedrigeren ! spezifischen Volumens zu kondensieren, es sei denn, daß er ! in einem ebenfalls hohen Maße abgeschreckt wird, wobei er in diesem Fall zu einem permanenten meterstabilen Zustand höheren spezifischen Volumens erstarrt. Die letztere Bedingung, die dem Aufzeichnungsverfahren entspricht, wird nur erreicht, wenn das kleinstmögliche Volumen (das einer kleinen effektiven Markengröße entspricht) bestrahlt wird und gerade genug Wärme

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eingeführt wird, um den im Volumen 15 enthaltenen Werkstoff zu schmelzen. In diesem Falle wird die Schmelzenergie schnell abgeleitet und ein Abkühlen auf einen Zustand hohen spezifischen Volumens unter Bildung eines Höckers wird erfolgen.

j Der vorherige Zustand, der dem Löschverfahren entspricht, wird sich jedoch einstellen, wenn der Zeitraum des Kühlens eines geschmolzenen Volumens ausgedehnt wird, in dem ein übermäßig großer Wärmestoß während des Schmelzverfahrens injiziert wird. Die übermäßige Wärme wird die thermischen Grenzbedingungen der Zelle ändern, was eine Ausdehnung der Kühlperiode dahin bewirkt, daß der Werkstoff in der Lage ist, zu dem niedrigeren

ί Volumen zu kondensieren und dies wird bewirken, daß die Oberfläche der Zelle in ihren flachen Ausgangszustand zurückkehrt.

j Das Erzeugen einer größeren Hitzeinjektion wird bewirkt durch Vergrößern der Intensität des Strahles über das Aufzeichnungsniveau und dies wird die weitere Wirkung haben, die effektive Markengröße etwas zu vergrößern. Wenn das Volumen des geschmolzenen Bereiches als Ergebnis der größeren Markengröße erhöht wird, wird die Geschwindigkeit den Abkühlens ebenfalls durch diesen Umstand reduziert.

Es wird angenommen, daß bei Werkstoffen, die als optisch glatte Schichten in amorphen Zustand niederschlagbar sind, genau die entgegengesetzten Aufzeichnungs- und Löschzusammenhänge erfolgen wobei das Injizieren einer höheren Wärmemenge in der Überführung

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ORIGINAL INSPECTED

zu einem kristallinen Zustand geringen spezifischen Volumens unter Bildung einer Einsenkung als Aufzeichnungsmarke resultiert, während das Injizieren einer geringen Wärmemenge dazu dient, den Werkstoff in den amorphen Zustand höheren Volumens zurückzuführen und dadurch das Löschen der Aufzeichnung zu bewirken.

■ Das Verfahren, bei dem das örtliche Volumen während des Auf-. zeichnungsVerfahrens vom kristallinen zum amorphen Zustand über- \ führt wird, wird bevorzugt, gegenüber dem Verfahren, bei dem j die Überführung vom amorphen zum kristallinen Zustand erfolgt, ^! da es vom Standpunkt der Datensicherheit in einem Archiv- : gedächtnissystem überlegen ist, weil es Lösch- und Wiederauf-Zeichnungszusammenhänge umfaßt, bei denen der Löschvorgang mindestens genauso eine große Kraftdichte erforderlicht macht, wie der Aufzeichnun^svorgang. Dies schafft einen maximalen j Sicherheitsspielraum gegen ungewolltes Löschen durch den

Abtaststrahl geringerer Kraft. Im Unterschied zu Aufzeichnungsj verfahren, bei denen eine Überführung vom amorphen zum j kristallinen Zustand erfolgt, wird das Löschen dadurch bewirkt,

j daß der Aufzeichnungsbereich einem kontinuierlichen Laserstrahl ausgesetzt wird, dessen Intensität oberhalb des zum Abspielen benutzten Niveau liegt, jedoch wesentlich unterhalb des j Niveaus, das zum Aufzeichnen erforderlich ist. Auf diese Weise besteht bei einem Gedächtnissystem, das auf dem letzten Verfahren beruht, die Möglichkeit, daß durch Langzeitbetrieb oder Systemfehler die Intensität des Abspielstrahls aufwärts

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'■ zu dem Löschgrenzwert wandern kann und zu einem katastrophalen

■ Verlust von Datenreihen führen kann.

; I

j Die bevorzugte Form des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem j

I

J das Aufzeichnungsmedium APIEZON W oder ein imprägniertes j Erpoxymaterial ist, führt zu dem bemerkenswerten Vorteil, daß

, das Löschen bei einem Leistungsniveau erfolgen muß, das höher

; als dasjenige ist, das zur bloßen Grenzwertaufzeichnung erforderlich ist und das demjenigen für Spitzenamplitudenauf-

; zeichnung gleich ist. Darüber hinaus ist der Löschvorgang rein thermisch, so daß die Löschrate nur durch die vom Laser zur Verfügung stehende Kraft begrenzt ist.

Fig. 3 stellt die Änderung des spezifischen Volumens mit der Temperatur für ein bevorzugtes Aufzeichnungsmedium dar, das sich einer Transformation vom kristallinen zum amorphen Zustand ι j unterzieht. Punkt A stellt den Operationspunkt vor Beginn der : Aufzeichnung eines Aufzeichnungswerkstoffes in seinem J

(kristallinen) Zustand geringen spezifischen Volumens (hoher Dichte) bei der Umgebungstemperatur T dar. Bei dem Aufzeichnung^ Vorgang bringt ein Lichtimpuls gerade genug Wärme ein, um den

j Operationspunkt längs der Schmelzkurve 38 zum Punkt B zu

schieben oder zu einem Punkt etwas oberhalb des Sigmentes 39, der die VerflUssi,',unK anzeigt. Dies erbringt ein schnelles Schmelzen in der ausgewählten Aufzeichnungszelle 15· Am Ende des Lichtimpulses bewirkt ein schnelles Kühlen oder Ab- . schrecken ein Bewegen des Operationspunktes längs der Kurve 41

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BAD ORIGINAL

-rr-

: von B nach C zu der Übergangstemperatur T und längs der Kurve { 42 zum Punkt D. Wenn die Temperatur der Zelle unterhalb T ab-

j fällt, erstarrt der Werkstoff zu einem meterstabilen amorphen

Zustand am Punkt D. Dieser meterstabile Zustand wird permanent bei der Umgebungstemperatur T (Raumtemperatur) vorausgesetzt,

ι Sl

' daß die Übergangstemperatur T weit genug oberhalb von T liegt,

S ^a

so daß der Werkstoff am Punkt T hart und stabil ist. Aus

Fig. 3 ergibt sich, daß dann, wenn der Werkstoff der Zelle ι von dem kristallinen Zustand bei A in den amorphen Zustand bei

D umgeschaltet ist, eine bleibende Nettovolumenausdehnung er- ₍ ! folgt ist. Diese Ausdehnung, die sich über das gesamte belichtet^ j Volumen 15 erstreckt, führt zu dem in Fig. 1 dargestellten : Hocker 16. Das Löschverfahren wird bewirkt, indem die ausgedehnte Zelle einem größeren Wärmeimpuls ausgesetzt wird, der den Operationspunkt von D aufwärts über den Punkt B hinweg etwas zum Punkt B auf der Verflüssigungskurve 39 verschiebt. Am Ende des Impulses gleitet der Operationspunkt langsam zurück zu B und dann längs der Kristallisationskurve 38 zu seinem Ausgangszustand, dem Punkt A abwärts. Der sich ergebende Nettovolumenverlust in der Zelle 15 bewirkt ein Zurückweichen des Höckers und läßt den Oberteil der Zelle annähernd flach in Übereinstimmung mit dem umgebenden Werkstoff. Die prozentuale ! Volumenänderung vom Zustand hoher Dichte am Punkt A zu dem Zustand geringer Dichte bei D ändert sich beträchtlich von Werkstoff zu Werkstoff, jedoch im Falle der Aufzeichnungsmedien, die mikrokristalline Polymere sind, beträgt die Änderung

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typischerweise zwischen 5 und 10 %.

Es muß betont werden, daß das Wesen der bevorzugten Form des AufzeichnungsVerfahrens in der thermisch hervorgerufenen Umschaltung von einem stabilen Zustand hoher Dichte zu einem ! stabilen Zustand geringer Dichte mit einer gleichzeitigen ; Nettovolumenvergrößerung, die sich in einem Hocker ausdrückt, zu erblicken ist. Der umgekehrte Übergang, der ebenfalls thermisch hervorgerufen wird, ist die Basis für den Löschvorgang. Das in Fig. 1 dargestellte Beispiel zeigt eine Ausführung, in der eine solche bistabile Dichtungsänderung in einem hochkristallinen Werkstoff hervorgerufen wird. Die

ι Volumenvergrößerung, die für das Aufzeichnungsverfahren er-

j forderlich ist, ist mit einem Übergang von einem hohen ge-

ordneten kristallinen Zustand in einen ungeordneten oder amorphen Zustand verbunden. Es gibt jedoch, wie bereits vorher zum Ausdruck gebracht wurde, Werkstoffe ohne GefügeOrdnung, die ebenfalls eine solche bistabile Änderung der Dichte zeigen. Jedoch werden hochkristalline Werkstoffe bevorzugt, da zu erwarten ist, da sie zu schärfer abgegrenzten Höckern wegen des schärfer abgegrenzten Schmelzüberganges des kristallinen Werkstoffes führen.

Solange die Stärke der Aufzeichnungsschicht 11 größer als die

ist

erforderliche zu schmelzende Werkstoffetiefef um einen feststellbaren Höcker von einem Erseheinungsverhältnis von

- 39 -

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: mindestens 1:10 zu erzeugen, ist die Dicke der Schicht nicht

j wesentlich, es sei denn, daß es gewünscht ist, um die Kühlge-

j schwindigkeit des geschmolzenen Volumens durch die Verwendung

i eines hochwärme-leitfähigen Trägers zu erhöhen, der als Wärme-

: sumpf dient. Diese Maßnahme wird benötigt, wenn es erwünscht ist, unter Verwendung einer großen Marke (z.B. einer ;um-großen Marke von einem Diodenlaser) auf einem Werkstoff aufzuzeichnen, wie beispielsweise APIEZON W, das seine besten Ergebnisse für eine Markengröße ergibt, die kleiner als 0,7 jum ist. In diesem Falle sollte die aktive Schicht 11 nicht dicker als die Tiefe einer Aufzeichnungszelle 15 sein, so daß die Böden der Zellen

; 15 in guter thermischer Berührung mit dem Träger stehen. Da jedoch die Tiefe einer Zelle um etwa 20 oder 30 % von der bevorzugten Tiefe von etwa 1 ;um abweichen kann, ohne das Er-

I gebnis der Abtastung beträchtlich zu stören, muß die Stärke i dieser dünnen Schicht nicht streng kontrolliert werden.

Es muß hervorgehoben werden, daß ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Gedächtniskonzeptes in Verbindung mit den i meisten anderen einen Strahl verwendenden Laseraufzeichnungs- ; systemen der ist, daß der aktive Teil des Aufzeichnungsmediums in dem Sinne strukturlos ist, daß Bit-Stellen nicht durch irgendwelche Artifakten in der Struktur des Films vorbestimmt sind. Dieser Vorteil machtdas Gedächtnis wesentlich wirtschaft-

: licher auf einer Kosten pro Bit-Basis, als elektronische Systeme mit Festzustand, wie die Gedächtnisse mit magnetischen

j Spulen.

^! - 40 -

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ι
Gedächtnis-Systeme, die auf dem erfindungsgemäßen Verfahren basieren, müssen wie alle bekannten strahlansprechenden Gedächtnisse eine Einrichtung umfassen, um eine Relativbewegung zwischen der gebündelten Marke von Laserlicht_f das als Eingangs-

und Ausgangsmittel dient, und der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums vorzusehen. Auf diese Weise kann das Laserstrahl relativ feststehend und das Medium, als eine Scheibe, eine Trommel,

, oder ein Band bewegt werden, oder das Medium kann relativ unbe-

j weglich bleiben, und die Bit-Stellen können durch Führen der j Lasermarke über dessen Oberfläche erzeugt werden.

Die Anordnung von geeigneten Einrichtungen zum Führen der Laserj marke relativ zur Oberfläche des Aufzeichnungsmediums ist Fachleuten bekannt und bildet daher keinen Teil der vorliegenden Erfindung.

Obwohl die vorstehende Beschreibung genügend Informationen für einen Fachmann erteilt, um ihm die Möglichkeit zur Durchführung des elrf indungsgemäßen Aufzeichnungsverfahren zu geben, wird zur Beseitigung jedes Zweifels nachstehend ein detailliertes Beispiel der Ausführung des erfindungsgemäßen Aufzeichnungsverfahrens und der dazu verwendeten Vorrichtung beschrieben.

Bei diesem Beispiel ist der Laser 26 ein Argon-Ion-Laser, Modell 165/265 von den Spectra-Physics, der eine stark blaue Emission

ο
bei X- « 4880 AE des Argon-Ion-Lasers erzeugt und die

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folgenden Charakteristiken aufweist:

Ausgangs-Polarisation: vertikal

Stahldurchmesser an 1/e ο

Punkten: 1.5 mm bei 5145 AE

Strahldivergenz: 0.5 Milliradian

Rauschverhältnis (nominal): mit Kraftstabilisation bei:

10 Hz bis 2 MHz - 0.2 % rms

ο
Maximalleistung bei >- - 4880 AE: 1.5 W

Der Laser läuft bei einem typischen Ausgangsleistungsniveau von 10 mW, so daß unter Einbeziehung der Verluste zwischen dem Laser und der Aufzeichnungsoberfläche die Leistung bei etwa 3 mW liegen wird. Von dem Laser 26 führt der Strahl zu einem Modulator, der bei diesem AusfUhrungsbeispiel das Modell eines elektro-optischen Modulators von der Firma Coherent Associates ist. Diese Einrichtung ist ein Pockels-Effect-Modulator mit Eingangs- und Ausgangspolarisatoren, die gekreuzt sind, so daß das austretende Licht ein elektrisches Feld in der horizontalen Ebene gerichtet hat. Dies ermöglicht es, daß moduliertes Laserlicht wirksam auf die Aufzeichnungsfläche gebracht wird und auch das reflektierte Licht wirksam zum Detektor gerichtet wird. Der Modulator wird durch einen Treiber des Modells Nr. J50 von der Firma Coherent Associates angetrieben, der eine nominale Bandbreite hat, die sich vom Gleich strom bis zu 10 MHz erstreckt. Der Modulatortreiber ist durch einen Festimpulsgenerator angetrieben, nämlich von einem

- 42 -

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: Impulsgenerator Modell 2101 der Firma Tectronic (nominelle Pulsanschwellzeit von 10 bis 90 %, 5 Nano-Sekunden). Diese Einrichtung kann so eingestellt werden, daß sie Impulse von

j AO Nano-Sekunden "bis 40 Mllli-Sekunden in der Breite erzeugt.

Ein Servo-Manipulator JK Flip-Flop, nämlich der CD 4027 AE CMOS

Flip-Flop von RCA ist als eine "eine und nur eine" Triggerquelle

für den Impulsgenerator verwendet und ein CD 4047 AE CMES ; monostabiler Multivibrator von RCA ist von dem JK Flip-Flop

getriggert, um den Impuls zu erzeugen, der entweder den Impulsgenerator einblendet oder triggert.

Der Ausgang des Lasers 26 kann auf diese Weise bewirkt werden in Impulsen von einer Dauer, die von der Impulsdauer des Impulsgenerators gesteuert ist.

Von dem Modulator verläuft der Strahl zu einem Dynamikdehnerr Kolimator 27. Dieser dehnt den Strahl auf einen Durchmesser, der etwas größer als der Durchmesser der Linsen 31 ist, nämlich auf etwa 0,7 cm. Der Dynamik-Dehner-Kolimator besteht aus zwei Mikroskop-Objektivlinsen, von denen eine den Strahl vom Modulator abwärts zu einer Öffnung eines Raumfilters bündelt. Der Raumfilter ist eine 10 mikron Kupfer-Nadellochöffnung, die von der Firma Optimation Limited geliefert wurde. Sie ist etwas kleiner als der Strahl, der auf die Öffnung gerichtet wird. Die andere Mikroskop-Objektivlinse sammelt das Licht, das von der Kupfernadellochöffnung entsteht und rekonvergiert es zu einem

- 43 030039/0731

sf

3009A37

j
Parallelstrahl mit einem Durchmesser von 0,7 cm. Die Wirkung des Dynamikdehner-Kollimators 27 besteht darin, daß etwa 40 % Verlust der Leistung, die Fourier¹sehe Zerlegungskomponenten des Strahlprofils eliminiert werden, was eine wesentlich fließendere Verteilung ergibt.

Von dem Dynamikdehner-Kollimator 27 verläuft der Strahl zu einem Polarisations-Strahlverteilerrohr 28 von der Firma Perkin-Elmer; Der Strahlverteiler hat die folgenden Charakteristiken:

Maximale Durchlässigkeit T zu "P"
Zustandspolarisation: 95i 5 %

Maximale Reflektion R zu "S"
Zustandspolarisation: 99+, 1 %

Eingangs- und Ausgangsflächen sind beschichtet für minimal R)

ο ο Wellenlängenbereich: 4880 AE- 5145 AE

Annahmewinkel: Normalvorkommen + 1°

öffnung: Zentral 12 mm

. Die Strahlverteilerebene dieser Einrichtung hat eine spezielle : Viellagenbeschichtung, so daß Licht, das polarisiert ist, mit seinem elektrischen Feld parallel zu der vertikalen Achse dieser Ebene (in dem S-Zustand) 99 % reflektiert (+ 1%), hingegen Licht, dessen Ebene senkrecht zur Polarisation dieser Achse ! steht (in dem P-Zustand) zu 95 % durchgelassen wird (+, 5%).

- 44 030 0 39/0731

Der Strahl verläuft dann zu einer Viertelwellenplatte 29, die ein rombusförmiges Stück Glas mit parallelen Eingangs- und Ausgangsflächen (ein Fresnell-Rombus) ist. In dieser Einrichtung wird durch zwei interne Reflektionen planpolarisiertes Licht bei seinem Eingang in zirkularpolarisiertes Licht am Ausgang umgewandelt.

\ Die Linsen 31 sind Nr. 462.079, L.D. Epiplan 40/9.60 Linsen ι von der Firma Carl Zeiss, Kanada Limited, die folgende ! Charakteristiken aufweisen:

Numerische Öffnung : 0.60

Arbeitsentfernung: 4.4 mm

Vergrößerung: 40-fach

ο Auflösung: 0.5 ,um bei λ. = 4880 AE

Da der Laser 26 effektiv eine Quelle in der Unendlichkeit ist, ' ist es erforderlich, mit den Linsen 31 eine negative Kompen-, sationslinse zu verwenden, um eine virtuelle Quelle bei etwa 160 mm zu schaffen. Die negative Linse ist eine Linse mit der Nr. 95,425 (Durchmesser 12 mm, Brennweite -148 mm) von der Firma Edmund Scientific Products.

Die Linse 31 bündelt den Strahl zu einer beugungsbegrenzten Marke an der Oberfläche einer Schicht 11 aus APIEZON W-Wachs,

- 46 -

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das als eine konzentrierte viskose Lösung aus Toluol auf eine Glasscheibe aufgebracht worden und in einer Dicke getrocknet ist, die größer als 1 mikron ist.

Die grobe Brennpunktsteuerung in Form Mikrometereinstellung wird verwendet, um die Linsen 31 längs ihrer Achse zu bewegen und ihre Fokalebene auf die Aufzeichnungsoberfläche annähernd auszurichten. Eine Fein-Brennpunkteinstellung wird ebenfalls verwendet. Diese ist ein piezoelektrischer Übertrager vom Modell ED-25 von der Firma Jodon Engineerung Associates Ing. Ann. Arbor, Michigan (1,3 jum Ausdehnung pro 100 V, 32 ;um Gesamtausdehnung), das verwendet wird, zur ultrafeinen Steuerung der Stellung der Linsenfokalebene der Linsen 31, so daß der Strahl 12 genau auf die Oberfläche der Lage 11 konzentriert wird. Eine Hochspannungsquelle (Kepco Modell ABC 425 M, 500 V mit programmierbarer Spannungsabgabe) wird benutzt, um die piezoelektrische Feineinstellungssteuerung anzutreiben. Diese Spannungsquelle wurde auf "programmierbar durch Widerstand" eingestellt und ein Bourns 10 K ohm Multiturn-Potentiometer wurde verwendet, um den Programmier-Widerstand zu verändern und dadurch die Feineinstellung zu steuern.

Der den Film aus Aufzeichnungsmedium 11 aufnehmende Teil 21 ist auf einem Drehtisch angeordnet, der den aufnehmenden Teil relativ zum stationären Laserstrahl 12 mit einer Oberflächengeschwindigkeit von etwa 2 m/sec. bewegen kann, wodurch der

_ -47 -_

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GZ

ΐ Laserstrahl 12 längs einer Spur auf dem Film 11 bewegt wird. Dies ist etwa die Mindestoberflächengeschwindigkeit, die erforderlich ist zum Aufzeichnen von zwei Megabits pro Sekunde mit einer Anzahl von 200 Nano-Sekunden-Impulsen, die einmal Jede halbe Mikrosekunde auftreten, d.h. in den 300 Nano-Sekunden zwischen den Impulsen hat sich der aufnehmende Teil ein wenig mehr als 0,5 jum der beugungsbegrenzten Breite der Aufzeichnungsmarke bewegt, die über eine frische, noch nicht mit einer Aufzeichnung versehene Zone eingestellt worden ist.

Unter diesen Bedingungen werden feine Aufzeichnungsmarken in Form von Höckern mit einer Höhe von etwa 0,25 ;um und einer Breit' von 0,5 jum dicht zusammengedängt und längs der Aufzeichnungsspur mit geringer oder keiner Verschmelzung aufgebracht. Das Leistungsniveau des Lichtes, das an der Oberfläche in der besagten beugungsbegrenzten Marke erforderlich ist, um eine hochamplituden-Aufzeichnung bei dieser Oberflächengeschwindigkeit zu erreichen, ist etwa 3 mW (entsprechend einer Intensität von etwa 15 mW pro quadrat-mikron.

Wird der Laser kontinuierlich betätigt und die beugungsbegrenzte Marke wird längs der Aufzeichnungsspur unter Aufrechterhaltung des Leistungsniveaus von etwa 3 mW geführt, werden die Höcker gelöscht und durch eine niedrige Erhebung von 0,1 Höhe und 0,5 ^um Breite ersetzt. Auf die gelöschte Spur kann durch den pulsierenden Laser wie zuvor wieder eine Information

- 48 -

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63 ' "j

aufgezeichnet werden, wobei wiederum Hocker erzeugt werden, die eine Höhe von 0,2 pm relativ oberhalb der Oberfläche der Erhöhung aufweisen. Der Lösch- und WiederaufZeichnungszyklus kann ; sehr oft wiederholt werden.

Das zur Erzeugung eines Ausgangssignals verwendete Detektor- : system umfaßt einen Polarisations-Strahlverteiler 28, von dem der Strahl 34, der von der Oberfläche reflektiert wird, zu einem Ausgangsraumfilter gelangt, das durch eine variabele Kreisblende 32 von der Firma Edmund Scientific (Öffnung: 1 mm bis 1 cm) hergestellt ist. Die Einrichtung 32 ist mit ihrer Öffnung in der i
; vertikalen Ebene auf zwei ortogonal angeordneten Verschiebe-

, einrichtungen angeordnet, so daß sowohl die Größe der Öffnung als auch deren Stellung im reflektierten Strahl 34 fein einstellbar sind.

; Der optische Abtaster oder Detektor 33 ist ein zehnstufiges,

'■ Spezialfoto-Vervielfacherrohr vom Typ 8644/2 B von der Firma j RCA, das die folgenden Charakteristiken hat:

ι Spectral Ansprechen: S-20

: O

bei Wellenlänge von 4200 AE

Empfindlichkeit bei 1500 V Kathode-Anode): Kathode: 65 mA/W

Anode: 5.1 x 10³ A/W

Strom-Verstärkung bei 1500 V 8x10^

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Anoden-Dunkelstrom bei 1380 V: 1.5 nA Quanten-Wirkungsgrad bei 1500 V;

ο
■ 4880 AE : 14 %

Anklingzeit bei 1500 V 10 nsec

Bandbreite 35 MHz

Dieser hochverstärkungs-optlsche Abtaster überführt die Intensi· tätswechsel des Lichtstrahls, der durch das Ausgangsraumfilter 32 fällt, (typischerweise 1 ;uW während des Abspielens) in

j Serien von Stromimpulse, die dann durch einen festen Video-

verstärker, der als Strom-in-Spannung-Wandler geschaltet ist,

j in Spannungsimpulse überführt. Wenn das Detektorsystem betätigt

j wird, kann der Laser kontinuierlich mit solchen Leistungsniveaus betrieben werden, daß die Intensität der beugungsbegrenzten Marke an der Oberfläche des Films mindestens 300 pW beträgt, so daß ein hohes Ausgangssignal zu Rauschverhältnis erhalten werden kann.

Der verwendete Videoverstärker ist ein FET Operationsverstärker

j des Modells 1430 der Firma Teledyne Philbrlck der folgende Charakterisitiken aufweist:

Produkt aus Verstärkungsgrad · Bandbreite 100 MHz

Einstellzeit bis 1 % für einen 10V Schritt 70 nsec

Schwenk-Rate 500 V/usec

- 50 -

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sr

Ausgangsstrombereich + 50 mA

Eingangs-Vorspannungsstrom bei 25°C - 500 pA

Eingangs-Vorspannungsstrom bei

Gleichstrom 10 μft 3pG

Rauschen bezogen auf Eingang:

Bandmittenstrom (1.6 bis 160 Hz) 2 pA

Spannung im Bereich von

1.6 bis 16 MHz 9 uV

Wenn der Laserstrahl auf einen Höcker 16 auftrifft, wird das Ausgangssignal aus dem Videoverstärker als ein Abfall des Eingangs erhalten, während dann, wenn der Strahl von der glatten Oberfläche 13 der Schicht 11 reflektiert wird, das Ausgangssignal unverändert bleibt. Eine Modulationstiefe des Ausgangssignal wird in der Größenordnung von 25 % bis 100 % erreicht.

Wie bereits erwähnt wurde, können auch kraterartige Einsenkungen als Aufzeichnungsmarken auf der Oberfläche des joddotierten, aus gehärteten Epoxyharz-Werkstoffes erhalten werden , wenn die Vorrichtung so verwendet wird, wie dies in Einzelheiten unter Bezugnahme auf Fig. 2 der Zeichnung erläutert worden ist, wobei eine ausgehärtete Epoxyharzschicht verwendet wird, die durch Joddampfdotierung des Filmes aus APIEZON W geschwärzt ist. Diese kraterartigen Einsenkungen können unter Verwendung eines pulsierenden Lichtstrahles gebildet werden, der zu einer

- 51 -030039/0731

beugun^sbegrenzten Lichtmarke mit einem Leistungsniveau an der Oberfläche des Epoxyharzes von etwa 3 mW bei einer Impulsdauer von etwa 100 bis 200 Nano-Sekunden und kann durch Schwenken der Lichtmarke über die Aufzeichnungsspur gelöscht werden, wenn der Laser kontinuierlich mit dem gleichen Leistungsniveau arbeitet.

Die vorerwähnten bevorzugten Aufzeichnungsmedien, wie hochschmelzende bituminöse Substanzen, imprägnierte polymere Harze und karamelisierte Sucrosen sind gekennzeichnet durch hohe Färbintensität und sind daher auch zur Verwendung als neue Aufzeichnungsmedien mit bekannten Formen von laser-thermischen Aufzeichnungsverfahren geeignet, beispielsweise solchen, bei denen in der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums nicht zurUckbildbare Einsenkungen durch Abschmelzen oder durch die Einwirkung von Oberflächenspannung, oder durch Bildung von Zonen veränderter Lichtb^rechnungszahlen ausgebildet werden.

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e e r s e i t e

Claims

7. März 1980 D-Hg/Su

j NAOHGEREIOHTI

: Craig I. Willis
Weston,Ontario, Canada

Patentansprüche

Ö !

y Verfahren zum Aufzeichnen von Informationen unter Verwendung ! i eines Aufzeichnungsmediums, das reversierbar in zwei stabile, feste physikalische Zustände überführbar ist, bei dem ein örtliches Volumen des Mediums in der Nähe der Mediumsoberfläche vorübergehend zum Überführen von einem festen Zustand in den anderen erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Zustände unterschiedliche spezifische Volumina ergeben und daß vom Medium (11) ein Volumen (15) erwärmt wird, das im Verhältnis zu dem erwärmten Oberflächenbereich ausreichend groß ist, um an der MediumsOberfläche (13) einen gekräuselt erscheinenden Bereich geänderter Oberflächenkrümmung (16) zu erhalten, der ein Erscheinungsverhältnis Höhe:Breite von mindestens 1:10 hat.

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• 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

• zeichnet , daß der Übergang von einem Zustand zum

! anderen durch Abkühlenlassen des erwärmten Volumens einer

ι vorbestimmten Abkühlgeschwindigkeit erreicht wird.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet , daß das Erwärmen durch die Verwendung einer gebündelten Strahlung auf das Aufzeichnungsmedium bewirkt wird.

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Strahlung eine Laserstrahlung ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die besagte Strahlung zu einer Marke mit Mindestdurchmesser etwa an der Oberfläche des Mediums gebündelt ist und daß die Strahlung im Medium unterhalb der Marke, ein nach unten im Querschnitt zunehmendes Volumen im Medium unterhalb der Marke erhitzend, divergiert.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Marke eine beugungsbegrenzte Marke ist.

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7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Aufzeichnungsmedium einen Charakteristikwert von dV · L von etwa 2 um bis 150 um hat, wobei L die — Abklinglänge der Strahlung im

Aufzeichnungsmedium in mikron ist (und dV = 1 x 100),

wobei V_-1 die Größe des Unterschiedes der spezifischen Volumina zwischen dem ersten und zweiten Zustand des Auf- ! zeichnungsmediums und V_? das ausgangsspezifische Volumen *-

! des Mediums ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Produkt mindestens 4 pm ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Produkt etwa 7 pm ist.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Abklinglänge L etwa 1/10 bis

! etwa der zweifache Wert der Breite des Bereiches an der j Oberfläche des Mediums ist, der erwärmt ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn-

zeichnet

daß die Abklinglänge etwa 1/2 bis zu

der doppelten Länge der Breite beträgt.

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,12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekenn- ! zeichnet , daß die Abklinglänge etwa gleich der

Breite ist.

13· Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die prozentuale spezifische Volumenänderung dV mindestens 4 % beträgt. ■

14. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die prozentuale spezifische Volumen-

\ änderung dV mindestens etwa 6 % beträgt.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die

Wärmeleitfähigkeit des Mediums geringer als etwa 5 mW/cm C i

ι beträgt. j

j 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekenn- j zeichnet , daß die Wärmeleitfähigkeit des Mediums geringer als etwa 3 mW/cm°C beträgt. j

[17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-

j durch gekennzeichnet , daß die zwei j Zustände ein kristalliner und ein amorpher Zustand sind.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß das Medium eine Ubergangstemperatur

— 5 030039/0731

zwischen dem amorphen und dem kristallinen Zustand von etwa 5O°C hat.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Masse des Aufzeichnungsmediums kristallin ist und beim Übergang in den amorphen Zustand eine Erhöhung des spezifischen Volumens zeigt, wodurch ein gekräuselt erscheinender Höcker (16) an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums erhalten wird.

J20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekenn-

ί zeichnet , daß das Medium eine Beschichtung aus APIEZON w-Y/achs umfaßt, die aus einer konzentrierten Lösung

ί daraus auf einem Träger abgelagert wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß das Medium karamelisierte Sucrose umfaßt.

22. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18,dadurch gekennzeichnet , daß das Medium ein amorphes Festes ist, das beim Übergang in den kristallinen Zustand eine Absenkung des spezifischen Volumens zeigt, wodurch eine gekräuselt erscheinende Einsenkung an der Oberfläche des Mediums erhalten wird.

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23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet , daß das Volumen eine Schicht aus ausgehärtetem Epoxyharz umfaßt, das durch Imprägnieren von polymerem Harz mit einem lichtabsorbierenden Mittel und Absorbieren einer ausreichenden Menge des Mittels in das Harz erzeugt wird, um diesem einen vorbestimmten Grad an Lichtabsorption zu verleihen.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß das Medium ein polymeres Harz ist, das durch Imprägnieren von polymerem Harz mit einem lichtabsorbierenden Mittel und Absorbieren einer ausreichenden Menge des Mittels in das Harz erzeugt wird, um diesem einen vorbestimmten Grad an Lichtabsorption zu verleihen.

25. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d urch gekennzeichnet, daß das Medium beim Übergang zwischen den beiden festen Zuständen einen geschmolzenen Zustand durchläuft.

26. Informationen aufzeichnende Struktur mit einem Körper aus einem Aufzeichnungsmedium, das wahlweise und reversierbar von einem ersten in einen zweiten stabilen physikalischen Zustand beim Aufbringen einer Marke einer gebündelten Strahlung auf dessen Oberfläche überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die

- 7 030039/0731

Oberfläche (13) des Mediums (11) optisch glatt und homogen ist und daß der erste und der zweite Zustand nicht poröse feste Zustände mit unterschiedlich spezifischen Volumina sind.

\ 27.AufzeichnunKSstruktur nach Anspruch 26, dadurch

j gekennzeichnet , daß das Medium einer

prozentualen spezifischen Volumenänderung dV von mindestens A % unterliegt.

28. Aufzeichnungsstruktur nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß dV mindestens 6 % beträgt.

29. Aufzeichnungsstruktur nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichn et , daß die besagten Zustände kristallin und amorph sind.

30. Aufzeichnungsstruktur nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß die Masse des Mediums (11) einen kristallinen Zustand hat und daß das spezifische Volumen beim Übergang in den amorphen Zustand eine Vergrößerung erfährt.

31. Aufzeichnungsstruktur nach Anspruch 30, dadurch gekenzeichnet , daß das Medium eine Beschichtung aus APIEZON W-Wachs umfaßt, die aus einer

J a_

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konzentrierten Lösung des Wachses auf einem Träger abgelagert ist. I

32. Aufzeichnungsstruktur nach Anspruch 30, dadurch j gekennzeichnet , daß das Medium karamelisierte; Sucrose ist. I

33. Aufzeichnungsstruktur nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet , daß die Masse des Mediums im amorphen Zustand ist und beim Übergang in den

kristallinen Zustand eine Absenkung des spezifischen Volumens erfährt.

34. Aufzeichnungsstruktur nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet , daß das Medium ein joddotiertes polymerisches Harzmaterial umfaßt.

35. Aufzeichnungsstruktur nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet , daß das Medium Joddotiertes Epoxyharz umfaßt.

36. Aufzeichnungsstruktur nach einem der vorhergehenden Ansprüche 26 bis 35, gekennzeichnet durch eine Schutzschicht (24), die sich über die Oberfläche des Mediums erstreckt und abziehbar bzw. strahlungsdurchlassig ist.

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37. Vorrichtung zum Aufzeichnen von Informationen, mit einem

Aufzeichnungsmedium, das reversierbar zwischen zwei stabilen festen physiklaischen Zuständen überführbar ist, mit einer Erwärmungseinrichtung zum vorübergehenden Erwärmen eines örtlichen Volumens des Mediums in der Nähe seiner Oberfläche, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden stabilen Zustände des Körpers (11) mit zwei unter-I schiedlichen spezifischen Dichten verbunden sind und daß i die Erwärmungseinrichtung (26) von dem Medium ein ge-I kräuselt erscheinendes Volumen (15) erwärmt, das im Veri hältnis zu dem Bereich der Oberfläche, der erwärmt ist, ausj reichend groß ist, daß an der Oberfläche des Mediums ein ; gekräuselt erscheinender Bereich geänderter Oberflächen- : krümmung(i6) erhalten wird, der ein vertikal-transversal ¹ Erscheinungsverhältnis von mindestens 1:10 hat.

138. Vorrichtung nach Anspruch 37, dadurch gekenn- ; zeichnet , daß die Erwärmungseinrichtung eine i strahlungsenergie aussendende Einrichtung (26) und Eini richtungen (27, 31) zum Bündeln der Strahlungsenergie auf

die Oberfläche (13) des Mediums (11) umfaßt.

139. Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung einen Laser (26) umfaßt.

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ΛΟ \

). Vorrichtung nach Anspruch 38 und 39, dadurch g e - |

kennzeichnet , daß das Aufzeichnungsmedium (11) j

einen Charakteristikwert von dV · L von etwa 2 pm bis etwa j

1 '

150 jum hat(wobei L die — Abklinglänge der Strahlungsenergie '

im Aufzeichnungsmedium in mikron ist und dV = —1 χ 100, ;

² I wobei V₁ die Größe des Unterschiedes des spezifischen Volumen$ zwischen den beiden festen Zuständen und V₂ das ausgangsspezifische Volumen des Mediums ist).

41. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekenn- I zeichnet , daß das besagte Produkt mindestens 4 ;um ι ist.

42. Vorrichtung nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet , daß das besagte Produkt etwa 7 pm ist.

.43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 38 bis 42, d a d u r ch

! gekennzeichnet , daß die Strahlungsenergie einen Strahl (12) umfaßt, der auf eine Harke mit Mindestdurchmesser etwa an der Oberfläche (13) des Mediums (11) ge-

bündelt ist, und daß der Strahl (12) im Medium unterhalb j

I der Marke mit Mindestdurchmesser divergiert. !

44. Vorrichtung nach Anspruch 40 bis43 , dadurch gekennzeichnet , daß die Abklinglänge L etwa 1/10 der doppelten Breite des erwärmten Bereiches beträgt.

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45. Vorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekenn-j zeichnet , daß die Abklinglänge etwa die halbe bis zur doppelten Breite beträgt.

46. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet , daß die Abklinglänge etwa gleich der

j Breite ist.

47. Vorrichtung nach einem der AnspÄfche 40 bis 46, dadurch gekennzeichnet , daß die prozentuale spezifische Volumenänderung dV mindestens etwa 4 % beträgt.

48. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 40 bis 46, d a -

; durch gekennzeichnet , daß die

! prozentuale spezifische Volumenänderung dV mindestens etwa j 6 % beträgt.

i49. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekenn-

zeichnet , daß das Aufzeichnungsmedium eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als etwa 5 mW/cm°C hat.

150. Vorrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennj zeichnet , daß die Wärmeleitfähigkeit geringer als

I etwa 3 mW/cm°C beträgt.

- 11 030039/0731

j51. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 50, d a j durch gekennzeichnet , daß das

Aufzeichnungsmedium von einem kristallinen Zustand zu einem amorphen Zustand überführbar ist.

52. Vorrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet , daß das Medium eine Übergangstemperatur vom amorphen zum kristallinen Zustand von mindestens etwa 5O⁰C hat.

53. Vorrichtung nach Anspruch 51 oder 52, dadurch gekennzeichnet , daß das Medium kristallin ist und beim Übergang in den amorphen Zustand eine Erhöhung des spezifischen Volumens erfährt, wodurch eine gekräuselt erscheinender Höcker an der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums erhalten wird.

54. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 53, dadurch gekennzeichnet , daß das Medium eine Schicht aus APIEZON W-Wachs umfaßt, die aus einer konzentrierten Wachslösung auf einem Träger abgelagert ist.

55. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 53, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium karamelisierte Sucrose umfaßt.

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: 56. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 52, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium eine Vergrößerung des spezifischen Volumens erfährt, wodurch eine gekräuselt erscheinende Einsenkung an der Oberfläche des Medims erhalten wird.

57. Vorrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet , daß das Medium ein joddotiertes polymerisches Harzmateaal ist, das durch Einwirken von Joddampf auf ein polymerisches Harzmaterial und Absorbieren von aus-

■ reichendem Dampf im Material erhalten wird, um diesem eine Schwarzfärbung zu geben.

. 58. Vorrichtung nach Anspruch 56 oder 57,dadurch ge-

kennzeichnet , daß das Medium eine joddierte j ausgehärtete Epoxyharzschicht umfai3t, die durch Einwirken j von Joddampf auf ein ausgehärtetes Epoxyharzmaterial und Absorbieren von ausreichendem Dampf in dem Material hergestellt wird, um diesem eine Schwarzfärbung zu geben.

59. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 37 bis 51, dadurch gekennzeichnet , daß das Medium während des Überganges zwischen den beiden stabilen Zuständen j einen geschmolzenen Zustand durchläuft.

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BAD ORIGINAL

60. Vorrichtung zum Reproduzieren von Informationen von einem Aufzeichnungsmedium, das eine glatte Oberfläche und auf dieser kleine Bereiche von Oberflächenreliefs vorbestimmter gleichmäßiger Breite hat, mit Einrichtungen zum Führen einer Lichtrnarke über die Oberfläche des Mediums, einem optischen Detektor zum Aufspüren von Intensitätsänderungen des Lichtes, das von der besagten Oberfläche reflektiert wird, wenn die Lichtmarke über einen Oberflächenreliefbereich streicht, gekennzeichnet durch ein Filter (32), das zwischen den Detektor (33) und die besagte Oberfläche (13) geschaltet ist und einen ausgewählten Teil des Lichtes (34), das von der Oberfläche reflektiert ist zum Detektor richtet, das eine größere Modulation zeigt, als die Menge des reflektierten Lichtes, das von der Oberfläche reflektiert ist.

61. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt des Löschens der aufgezeichneten Information durch Aussetzen der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums einem kontinuierlichen Strahl gebündelter Strahlung mit einem die Löschung des geänderten Oberflächenreliefs bewirkenden Niveau.

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62. Thermisches Aufzeichnungsverfahren, bei dem ein Lichtstrahl auf die Oberfläche eines Aufzeichnungsmediums gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet _f daß ι das Aufzeichnungsmedium eine hochschmelzende bituminöse ; Substanz, ein imprägniertes Epoxyharz bzw. ein durch Wärme '; gedunkelter organischer Werkstoff ist.

! 63. Verfahren nach Anspruch 62, dadurch gekennzeichnet , daß das Medium eine hochschmelzende bituminöse Substanz ist.

; 64. Verfahren nach Anspruch 63, dadurch gekenn-

I zeichnet , daß das Medium eine von einer hoch-

I schmelzenden bituminösen Substanz erhaltene Fraktion ist.

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