專利名稱：：單種有機染料薄膜的紅綠雙波長存儲光盤的制作方法
技術領域：
：本發明是一種基于單種有機染料薄膜的紅綠雙波長存儲光盤，適用于紅光和綠光雙波長一次記錄光盤存儲。
背景技術：
：光存儲是繼磁存儲之后新近興起的有重要實用化意義的信息存儲技術，以光盤為代表的光數據存儲器件已成為當代信息社會中不可缺少的信息載體，在海量數據和活動圖象的存儲等方面得到了廣泛應用。特別是數字多用光盤(DigitalVersatileDisk，DVD)，其存儲密度比傳統的CD光盤(CompactDisk)提高了6倍，逐漸成為主流的消費用光盤。目前正在推廣應用只讀式DVD(如DVD-Read-OnlyMemory，DVD-ROM和DVD-Video)，5英寸光盤的存儲容量可達4.7GB，可錄(一次記錄)和可擦重寫式DVD(DVD-Recordable，DVD-R和DVD-Rewritable，DVD-RW)也已制訂了統一標準，今后將作為數字攝像機和錄像機的主要存儲器。隨著高清晰度數字電視和數字電影以及海量網絡和衛星數據的下載，需要更高存儲密度的光盤。在遠場光記錄中，記錄點的尺寸取決于聚焦光的衍射極限，聚焦光斑的直徑(d)與光波長(ё)成正比而與鏡頭的數值孔徑(NA)成反比，存儲密度則正比于數值孔徑與波長比值(NA/ё)的平方。所以，要提高存儲的位密度，縮短激光波長是一個主要途徑。目前在CD和DVD光盤系統中采用的分別是波長為770～830nm和630～650nm的近紅外和紅光半導體激光器，隨著藍綠光半導體激光器的商品化，開發藍綠光(400～520nm)記錄的新型短波長光存儲器件(如高密度數字多用光盤High-densityDVD，HD-DVD)成為當前發展高密度光盤存儲技術的關鍵。有機染料化合物(例如花菁、酞菁和偶氮)是當前可錄光盤(例如CD-Recordable，CD-R和DVD-R)的主要記錄介質。一般選擇吸收帶下降邊的末段，即吸收帶尾位于記錄/讀出波段的染料分子作為記錄材料(CD-R用酞菁薄膜的吸收帶尾一般位于750～800nm，DVD-R用偶氮薄膜的吸收帶尾一般位于600～650nm)，以獲得較高的盤片初始反射率(對于CD-R，大于70％；對于DVD-R，在45-85％范圍)，從而保證與ROM驅動器的兼容性(可以在CD-ROM或DVD-ROM驅動器上讀出)。由于CD、DVD和HD-DVD系列光盤的工作波長各不相同，目前分別選用不同種類或結構的染料分子作為其記錄介質。用于紅光記錄的染料化合物不能用于藍綠光記錄，反過來也是這樣。于是，隨著激光記錄波長的縮短，需要重新開發與激光波長匹配的新染料以及相配套的染料膜層工藝(dyelayerprocess)，這樣不僅研發難度加大、成本提高，而且不利于工作波長不同的光盤間的兼容。
發明內容本發明的目的在于提供一種基于單種有機染料薄膜的光盤，用于實現雙波長一次記錄光盤存儲。即該種光盤的記錄層中僅含有一種染料，但在兩個不同波長的激光作用下都可以實現記錄和讀出，既可以用紅光(632.8nm)記錄讀出，又可以用綠光(514.5nm)記錄和讀出。本發明的雙波長光盤存儲所用盤片的結構如圖1所示，包括光盤基片1，在基片1上覆蓋有由染料層構成的記錄層2，在記錄層2上覆蓋有反射層3，在反射層3上覆蓋有厚度為2000～4000nm的蠟克膠構成的保護層4。激光束透過光盤基片1聚焦于記錄層2上，染料分子吸收能量使該微區形態發生變化，與未作用區域形成反差，從而實現一次記錄；通過檢測經反射層3反射的激光信號實現讀出。保護層4用于防止記錄層2和反射層3受到破壞(例如氧化)。本發明盤片中記錄層2的染料層是由厚度為64～98nm的三取代苯并吡咯菁染料構成的。所說的反射層是由厚度為50～60nm的鋁膜構成的。如上所述，本發明通過選擇合適的反射層3、記錄層2的材料以及多層膜結構(主要指反射層和染料層的厚度)，使得光盤可以在兩個不同的激光波長處，紅光632.8nm和綠光514.5nm處，同時獲得足夠高的反射率和反射率對比度(反射率對比度的定義為C＝2|R2-R1|/(R2+R1)，式中R1和R2分別為激光記錄前后盤片的反射率)，從而實現雙波長記錄和讀出。上述構成記錄層2的染料層的材料是合成染料，使得其薄膜層的吸收帶的帶頭(上升邊的起始段)和帶尾(下降邊的末段)正好處于兩個特定的紅光632.8nm和綠光514.5nm激光波長處，即該染料層在這兩個特定波長處有相近的吸光度，如圖2所示曲線上的A點和B點處。。反射層3材料的選擇選擇反射層3材料為鋁膜，使得反射膜在上述兩個特定波長處都具有較高的反射率。上述的多層膜結構匹配，特別是染料層和反射層厚度的匹配很重要，本發明中所選擇的染料層與反射層的厚度是相互匹配的。與在先技術相比，本發明將在先技術中光存儲的應用波長擴展到了更短的波段，本發明是針對兩種特定的紅光和綠光激光工作波長無須選用兩種不同種類或結構的染料分子作為記錄介質，利用單種有機染料可以實現雙波長光盤記錄和讀出(分別利用吸收帶的帶頭和帶尾)，為工作波長不同的光盤間的兼容以及多層多色光盤的實現提供了新的途徑。根據需要可以選擇分別適用于紅光(632.8nm)/紅外光(780nm)、綠光(514.5nm)/紅光(632.8nm)、藍光(405nm)/紅光(632.8nm)、藍光(405nm)/綠光(514.5nm)、紫外光(308nm)/藍光(405nm)等雙波長記錄/讀出的材料和光盤結構。圖1為本發明中雙波長光盤存儲用盤片結構示意2為本發明中記錄層2所用的染料層在紅光(632.8nm)和綠光(514.5nm)雙波長一次記錄的吸收曲線圖3對紅光(632.8nm)和綠光(514.5nm)雙波長一次記錄光盤存儲所用多層膜系(包括光盤盤基、染料層、反射層和保護層)的反射率曲線圖4對紅光(632.8nm)和綠光(514.5nm)雙波長一次記錄光盤存儲所用多層膜系(包括光盤盤基、染料層、反射層和保護層)的激光記錄特性曲線(記錄功率8mW；讀出功率1mW，讀出脈寬200ns)具體實施例方式如圖1所示的結構。構成記錄層2的染料層的染料為合成的三取代苯并吡咯菁染料(TC-1)，其薄膜層吸收帶的帶頭和帶尾部分正好處于氦-氖(He-Ne)激光器(632.8nm)和氬離子激光器(514.5nm)的工作波長處。該薄膜層在紅光(632.8nm)和綠光(514.5nm)波長處具有相似的吸收特性(吸收系數較小而且數值相近，見圖2)。盤片中各層膜系結構實施例1基片1是厚度為0.6mm的聚碳酸酯構成，記錄層2的染料層厚度為64nm，反射層3的鋁膜厚度為60nm，保護層4的蠟克膠層的厚度為2000nm。實施例2記錄層2的染料層厚度為76nm的三取代苯并吡咯菁染料，反射層3的鋁膜厚度為55nm。其它層的厚度同實施例1。實施例3記錄層2的染料層厚度為98nm的三取代苯并吡咯菁染料，反射層3的鋁膜厚度為50nm。其它層的厚度同實施例1。上述實施例1、2、3在紅光(632.8nm)和綠光(514.5nm)波段都能獲得較高的初始反射率(如圖3所示，反射率大于70％)，而且利用紅光(632.8nm)和綠光(514.5nm)記錄，都可以獲得較高的反射率對比度(如圖4所示，當紅色(632.8nm)和綠色(514.5nm)激光能量分別為5.6和1.6nJ時，盤片的反射率對比度大于0.3)，從而利用單種有機染料薄膜實現了紅光和綠光雙波長一次記錄光盤存儲。權利要求1.一種單種有機染料薄膜的紅綠雙波長存儲光盤，盤片的結構包括厚度為0.6mm或者0.1mm的基片(1)，在基片(1)上覆蓋有記錄層(2)，在記錄層(2)上覆蓋有反射層(3)，在反射層(3)上覆蓋有厚度為2000～4000nm的蠟克膠構成的保護層(4)，其特征在于所說的記錄層(2)是由厚度為64～98nm的三取代苯并吡咯菁染料構成的；所說的反射層(3)是由厚度為50～60nm的鋁膜構成的。全文摘要一種單種有機染料薄膜的紅綠雙波長存儲光盤,盤片中覆蓋在基片上的記錄層是由厚度為64～98nm的三取代苯并吡咯菁染料構成的。覆蓋在記錄層上的反射層是由厚度為50～60nm的鋁膜構成。上述構成記錄層的染料層吸收帶的帶頭和帶尾正好處于兩個特定的紅光和綠光的激光波長處。在這兩個特定波長處有相近的吸光度。而且多層膜系結構是相匹配的,在紅光與綠光的雙波長處有足夠高的反射率和反射率對比度。因此,本發明能夠在單種有機染料的記錄層上用紅光和綠光雙波長一次記錄和讀出。文檔編號G11B7/24GK1385846SQ0211173公開日2002年12月18日申請日期2002年5月17日優先權日2002年5月17日發明者王陽,干福熹,顧冬紅申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所