用于多層光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的堆疊膜反射層的制作方法
【專利說(shuō)明】用于多層光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的堆疊膜反射層
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)部分地涉及共同受讓的2012年4月30日提交的題為STACKED FILM OPTICALDATA STORAGE DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURE (堆疊膜光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置及制造方法)的美國(guó)申請(qǐng)13/459,840號(hào)(代理機(jī)構(gòu)案號(hào)253010-1)和2012年7月31日提交的題為 STACKED FILM THRESHOLD COMPONENT, DEVICE, AND METHOD OF MANUFACTURE (堆疊膜閾值部件、裝置和制造方法)的美國(guó)申請(qǐng)13/563，194號(hào)(代理機(jī)構(gòu)案號(hào)253373-1)，這兩個(gè)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合到本文中來(lái)。
[0002]發(fā)明背景
概括地講，本發(fā)明涉及堆疊膜部件、采用所述部件的裝置、制造所述裝置和/或所述部件的方法，且在特別的實(shí)施方案中，涉及在結(jié)合本發(fā)明的各方面的裝置上記錄和/或讀出全息圖的方法。
[0003]微全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能夠在單個(gè)盤片中實(shí)現(xiàn)大量的數(shù)據(jù)層以獲得高數(shù)據(jù)容量。在這些數(shù)據(jù)層中的每一個(gè)中，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)“O”或“I”表示存在或缺乏微全息圖。該微全息圖在讀出光束照明時(shí)充當(dāng)局部反射器。微全息圖的存在或缺乏提供“高”或“低”反射信號(hào)，該反射信號(hào)提供存儲(chǔ)信息。
[0004]微全息圖的光學(xué)記錄需要來(lái)自具有重疊聚焦區(qū)的盤片的兩側(cè)的兩個(gè)反方向傳播的聚焦干涉激光束。這兩個(gè)光束在聚焦區(qū)中的干涉引發(fā)材料的局部改變，該局部改變產(chǎn)生折射指數(shù)調(diào)制圖案，即微全息圖。在動(dòng)態(tài)記錄期間，這兩個(gè)光束的良好對(duì)準(zhǔn)通常需要五軸伺服系統(tǒng)(five-axix servo system)。另外，在所有這些層中貫穿盤片深度的記錄需要良好像差補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)，其在高數(shù)值孔徑(numerical aperture)下非常具有挑戰(zhàn)性。因此，與在其中僅使用單個(gè)聚焦光束來(lái)記錄和/或讀出的常規(guī)光學(xué)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中所需要的那些相比較，該光學(xué)系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)兩者更加復(fù)雜且昂貴。
[0005]提出“預(yù)格式化”的概念來(lái)解決該問(wèn)題(參見(jiàn)，例如美國(guó)專利第7，388，695號(hào))。在該方案中，在使于光驅(qū)中之前，將空白盤片用微全息圖層“預(yù)格式化”。該“預(yù)格式化”步驟是盤片生產(chǎn)中的步驟之一。隨后將預(yù)格式化的盤片用于光驅(qū)中以便記錄和讀出。該記錄通過(guò)使用單個(gè)聚焦激光束擦除或改變微全息圖來(lái)進(jìn)行。用于“預(yù)格式化”的系統(tǒng)為高品質(zhì)的昂貴的雙側(cè)微全息圖記錄系統(tǒng)。
[0006]因此，存在對(duì)現(xiàn)有光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、制造方法、記錄方法和/或讀出方法加以改進(jìn)的當(dāng)前良機(jī)。
[0007]發(fā)明簡(jiǎn)述
本發(fā)明通過(guò)消除對(duì)于光學(xué)預(yù)格式化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的需要而克服了上述缺點(diǎn)中的至少一些。更具體地講，本發(fā)明涉及提供堆疊膜部件、裝置和制造、記錄和/或讀出的方法，僅需要使用市售聚合物和反飽和吸收(RSA)染料，而不使用閾值材料(threshold material) ο
[0008]因此，根據(jù)本發(fā)明的一方面，部件包括堆疊膜結(jié)構(gòu)，所述堆疊膜結(jié)構(gòu)包括與具有第二折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層交錯(cuò)的具有第一折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層，其中所述第一折射指數(shù)與所述第二折射指數(shù)不同；和包括反飽和吸收(RSA)材料的多個(gè)層，其中所述多個(gè)層中的每一個(gè)位于所述具有第一折射指數(shù)的光惰性的層中的一個(gè)與所述具有第二折射指數(shù)的光惰性的層中的一個(gè)之間。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，生產(chǎn)方法包括如下生產(chǎn)方法，其包括:提供具有第一折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層；提供具有第二折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層，其中所述第一折射指數(shù)與所述第二折射指數(shù)不同；將反飽和吸收(RSA)材料施用到所述具有第一折射指數(shù)的光惰性的層和所述具有第二折射指數(shù)的光惰性的層中的至少一個(gè)上；和將所述具有第一折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層粘著到所述具有第二折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層，使得所述具有第一折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層和所述具有第二折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層交錯(cuò)，由此形成具有位于所述具有第一折射指數(shù)的光惰性的層和所述具有第二折射指數(shù)的光惰性的層之間的所述RSA材料的部件。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，部件包括:堆疊膜結(jié)構(gòu)，所述堆疊膜結(jié)構(gòu)包括與光惰性的多個(gè)第二層交錯(cuò)的光惰性的多個(gè)第一層，另外其中，所述多個(gè)第二層摻雜有反飽和吸收(RSA)材料。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，生產(chǎn)方法包括:提供具有第一折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層；提供具有第二折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層；所述具有第二折射指數(shù)的多個(gè)層還包含摻雜在其中的反飽和吸收(RSA)材料；和將所述具有第一折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層粘著到所述具有第二折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層，使得所述具有第一折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層和所述具有第二折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層交錯(cuò)，由此形成具有位于所述具有第一折射指數(shù)的光惰性的層之間的載有摻雜的RSA材料的層的堆疊部件。
[0012]本發(fā)明的各種其他特征和優(yōu)勢(shì)將從以下詳述和附圖中顯而易見(jiàn)。
[0013]附圖簡(jiǎn)述
在參考附圖閱讀以下詳述時(shí)，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)勢(shì)將得到更好的理解，在整個(gè)附圖中，相同的符號(hào)表示相同的部分，其中:
圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案堆疊膜部件的一部分的立剖面圖；
圖2和圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案分別經(jīng)歷記錄和讀出的圖1的堆疊膜部件的一部分的立剖面圖；
圖4和圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案分別經(jīng)歷記錄和讀出的堆疊膜部件的一部分的立剖面圖；
圖6和圖7為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案分別經(jīng)歷記錄和讀出的堆疊膜部件的一部分的立剖面圖；
圖8和圖9為根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案分別經(jīng)歷記錄和讀出的堆疊膜部件的一部分的立剖面圖；
圖10為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案使用部件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的一部分的立剖面圖； 圖11為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案采用生產(chǎn)部件的方法的系統(tǒng)的示意圖；
圖12為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案采用生產(chǎn)部件的方法的系統(tǒng)的示意圖；
圖13為描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案生產(chǎn)部件的方法的流程圖；
圖14為描繪根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施方案生產(chǎn)部件的方法的流程圖。
[0014]發(fā)明詳述
除非另外定義，否則本文使用的所有科技術(shù)語(yǔ)都具有與本發(fā)明公開(kāi)主題相關(guān)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員之一通常理解的相同的含義。本文使用的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等不表示任何順序、數(shù)量或重要性，而是用以區(qū)別一個(gè)元件與另一元件。術(shù)語(yǔ)“一個(gè)/種”和“所述/該”并不表示對(duì)數(shù)量的限制，而是表示存在至少一個(gè)所提及的項(xiàng)，并且除非另外指出，否則術(shù)語(yǔ)“前”、“后”、“底部”和/或“頂部”只是用來(lái)便于描述，而不是限制于任何一個(gè)位置或空間定向。
[0015]如果公開(kāi)了范圍，則包括涉及相同部件或性質(zhì)的所有范圍的端點(diǎn)且該端點(diǎn)可獨(dú)立地組合(例如，“至多約25重量％”的范圍包括端點(diǎn)和在“約5重量％-約25重量％”范圍內(nèi)的所有中間值等)。結(jié)合數(shù)量使用的修飾語(yǔ)“約”將所說(shuō)明的值包括在內(nèi)且具有由上下文規(guī)定的含義(例如，包括與該特定量的測(cè)定相關(guān)的誤差程度)。因此，由術(shù)語(yǔ)“約”修飾的值并不一定僅限于所指定的精確值。
[0016]本文使用的術(shù)語(yǔ)“非線性敏化劑”是指具有與光強(qiáng)度相關(guān)的敏感度的材料，即敏感度在較高(記錄)強(qiáng)度下高且在較低(讀出)強(qiáng)度下低。
[0017]本文使用的術(shù)語(yǔ)“敏感度”定義為相對(duì)于用以用激光照射膜斑的能流(fluence)量所得到的指數(shù)變化的量。通常，線性材料和/或線性敏化劑的敏感度不隨不同強(qiáng)度而改變。
[0018]本文使用的術(shù)語(yǔ)“能流”指通過(guò)單位面積光束截面的光束能量的量(例如，以焦耳/平方厘米量度)，而術(shù)語(yǔ)“強(qiáng)度”指光學(xué)輻射通量密度，例如單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積光束截面的能量的量(例如，以瓦特/平方厘米量度)。
[0019]本文使用的與折射指數(shù)改變有關(guān)術(shù)語(yǔ)“沒(méi)有改變”指包括經(jīng)一定持續(xù)時(shí)間折射指數(shù)改變小于約0.05%的材料或材料組合。
[0020]本文使用的術(shù)語(yǔ)“鄰接”指兩個(gè)或更多個(gè)元件彼此物理接觸或在這兩個(gè)或更多個(gè)元件之間可存在一個(gè)或多個(gè)間隙層。也就是說(shuō)，這兩個(gè)或更多個(gè)元件以產(chǎn)生單一構(gòu)建體的方式相連。
[0021]本文使用的術(shù)語(yǔ)“高強(qiáng)度”包括在約50MW/cm2-約500MW/cm2范圍內(nèi)的光。本文使用的術(shù)語(yǔ)“低強(qiáng)度”包括在0.lMW/cm2-約30MW/cm2范圍內(nèi)的光。
[0022]來(lái)看附圖，圖1描繪根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案堆疊膜結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)10的立剖面圖。本發(fā)明的各方面保證使用市售聚合物和一種或多種反飽和吸收(RSA)材料。也就是說(shuō)，本發(fā)明的各方面是不需要閾值材料的。結(jié)構(gòu)10包括具有第一折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層12。結(jié)構(gòu)10還包括具有第二折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層14。層12、14的第一折射指數(shù)和第二折射指數(shù)是不同的。如所示，具有第一折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層12和具有第二折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層14構(gòu)造成使得它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)10內(nèi)交錯(cuò)(interleaved)或交替(alternating)。
[0023]如所示，在具有第一折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層12和具有第二折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層14之間為層20，其中層20包含反飽和吸收(RSA)材料。層或RSA層20可置于具有第一折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層12和/或具有第二折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層14上。在任何情況下，最終結(jié)構(gòu)10包括層狀結(jié)構(gòu)，其中RSA層20最終位于具有第一折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層12和具有第二折射指數(shù)的光惰性的多個(gè)層14之間。
[0024]對(duì)于RSA層20，可使用各種合適的RSA材料。在特別的實(shí)施方案中，所使用的RSA材料對(duì)具有在約300nm-約800nm范圍內(nèi)