DE10029702A1

DE10029702A1 - Datenspeicher

Info

Publication number: DE10029702A1
Application number: DE10029702A
Authority: DE
Inventors: Joern Leiber; Bernhard Muessig; Stefan Stadler
Original assignee: Beiersdorf AG
Current assignee: Tesa SE
Priority date: 2000-06-16
Filing date: 2000-06-16
Publication date: 2002-01-03
Also published as: JP2004503894A; WO2001097216A1; US20030169674A1; EP1290682A1

Abstract

Ein Datenspeicher (1) hat einen optischen Informationsträger (10), der eine Polymerfolie aufweist, deren Brechzahl lokal durch Erwärmung veränderbar ist. Der optische Informationsträger (10) ist auf eine Spule (12) aufgewickelt und dazu eingerichtet, zum Lesen und zum Schreiben von Information in dem dazu vorgesehenen Bereich (14) von der Spule (12) abgewickelt zu sein.

Description

Die Erfindung betrifft einen Datenspeicher mit einem optisch beschreibbaren und auslesbaren Informationsträger.

Aus der DE 298 16 802 U1 ist ein Datenspeicher mit einem optisch beschreibbaren und auslesbaren Informationsträger bekannt, der eine Polymerfolie aufweist, deren Brechzahl lokal durch Erwär mung veränderbar ist. Wenn die Polymerfolie mit Hilfe eines Schreibstrahls lokal erwärmt wird, hat die Änderung der Brech zahl eine Änderung des Reflexionsvermögens (Reflektivität) an der betrachteten Stelle zur Folge. Dies kann zum Speichern von Information ausgenutzt werden. Zum Auslesen der Information wird ein Lesestrahl verwendet, der von Stellen mit erhöhter Reflekti vität stärker reflektiert wird, was sich messen läßt, um die Information zu erfassen. Die Polymerfolie, die zum Beispiel aus Polypropylen (dem Material für das von der Beiersdorf AG unter der Bezeichnung "tesafilm kristallklar" vertriebene Produkt) besteht, kann bei der Herstellung in beiden Flächenrichtungen vorgespannt (verstreckt) werden, wodurch im Material eine hohe Eigenenergie gespeichert ist. Bei einer lokalen Erwärmung durch den Schreibstrahl findet bei einer derartigen Ausgestaltung der Polymerfolie eine starke Materialänderung (Verdichtung) durch Rückverformung statt, wobei sich die Brechzahl in der gewünsch ten Weise ändert. Bei dem vorbekannten Datenspeicher kann in einer der Polymerfolie benachbarten Adhäsionsschicht ein Absor ber (zum Beispiel ein Farbstoff) enthalten sein, der den Schreibstrahl bevorzugt absorbiert und die dabei erzeugte Wärme lokal an die Polymerfolie abgibt. Mit Hilfe eines Absorbers läßt sich eine ausreichend große Änderung der Brechzahl (zum Beispiel eine Änderung von etwa 0,2) bereits mit einer relativ geringen Intensität des Schreibstrahls erzielen.

Die Polymerfolie des vorbekannten Datenspeichers ist in mehreren Lagen (z. B. 10 bis 30 Lagen) spiralartig auf einen Wickelkern gewickelt, wobei zwischen benachbarten Polymerfolienlagen eine Adhäsionsschicht angeordnet ist. Durch Fokussieren des Schreib strahls oder Lesestrahls läßt sich Information gezielt in eine vorgewählte Lage des Informationsträgers einschreiben bzw. dar aus auslesen.

Mit dem vorbekannten Datenspeicher läßt sich zwar bei einer entsprechend großen Anzahl von Polymerfolienlagen eine relativ große Datenmenge speichern. Dies stellt jedoch an die Nach führung und Fokussierung des Schreibstrahls oder Lesestrahls auf die einzelnen Lagen hohe Anforderungen, zumal die Lagen nicht kreisförmig verlaufen, sondern spiralartige Windungen darstel len, bei denen der Abstand zur Zentralachse des Datenspeichers bei einem Umlauf nicht konstant ist. Nachteilig ist auch, daß die durch den Absorber bedingte Absorption innerhalb des Daten speichers mit der Zahl der Lagen zunimmt. Dadurch wird der Schreib- und vor allem der Lesevorgang bei einer größeren Zahl von Lagen erschwert. Ein auf den vorbekannten Datenspeicher abgestimmtes Datenlaufwerk muß daher aufwendig konstruiert sein.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Datenspeicher zu schaffen, der auf dem Speicherprinzip des vorbekannten Datenspeichers beruht, der aber trotz einer im allgemeinen großen Speicherkapa zität nicht die genannten Nachteile zeigt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Datenspeicher mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Der Anspruch 11 betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Datenspeichers.

Der erfindungsgemäße Datenspeicher hat einen optischen Informa tionsträger, der eine (einen Polymerträger darstellende) Poly merfolie aufweist, deren Brechzahl lokal durch Erwärmung ver änderbar ist. Der optische Informationsträger ist auf eine Spule aufgewickelt und dazu eingerichtet, zum Lesen und zum Schreiben von Information in dem dazu vorgesehenen Bereich von der Spule abgewickelt zu sein. Der Datenspeicher wird also zum Beschreiben und Lesen ähnlich wie ein Magnetband gehandhabt, wobei der von der Spule abgewickelte Abschnitt des optischen Informationsträ gers vorzugsweise auf einer Aufnahmespule aufgewickelt wird.

Beim Lesen und Schreiben von Information muß ein Lesestrahl bzw. ein Schreibstrahl eines auf den Datenspeicher abgestimmten Lauf werks nur eine Datenträgerlage durchdringen (oder bei einer bevorzugten Ausführungsform auch mehrere Polymerfolienlagen, aber vorzugsweise eine geringe Anzahl), da der Bereich des op tischen Informationsträgers, aus dem Daten ausgelesen oder in den Daten eingeschrieben werden, von der Spule abgewickelt ist. Dieser Bereich wird durch die Lese- und Schreibeinrichtung des Datenlaufwerks hindurchgeführt. Die Anforderungen an die Nach führmöglichkeiten und die Fokussierung des Lese- bzw. Schreib strahls sind daher relativ gering, was sich günstig auf die Kosten des Laufwerks auswirkt. Ein weiterer Vorteil des erfin dungsgemäßen Datenspeichers ist, daß prinzipiell eine größere oder sogar viel größere Datenmenge gespeichert werden kann als in dem eingangs beschriebenen herkömmlichen Datenspeicher, da die Länge des auf der Spule aufgewickelten optischen Informa tionsträgers nahezu unbegrenzt ist.

Als Polymer für die Polymerfolie eignet sich zum Beispiel Poly propylen, aber auch andere Materialien sind denkbar. Vorzugs weise ist die Polymerfolie verstreckt, und eine biaxial ver streckte Polymerfolie, z. B. biaxial orientiertes Polypropylen (BOPP), ist besonders gut geeignet. Die Polymerfolie wird biaxi al verstreckt, indem sie bei der Herstellung innerhalb ihrer Ebene in zwei senkrecht aufeinanderstehenden Richtungen vorge spannt wird. Dies führt dazu, daß im Folienmaterial eine hohe Energiedichte gespeichert ist. Durch Deposition einer verhält nismäßig geringen Energiemenge (Wärmemenge) pro Flächeneinheit mit Hilfe eines Schreibstrahls kann dann eine starke Material änderung (zum Beispiel eine Materialverdichtung) durch Rückver formung erhalten werden, die in einer lokalen Änderung der Brechzahl und einer Änderung der optischen Weglänge im Material resultiert. Vorzugsweise liegt die Änderung der Brechzahl in dem Bereich, der durch einen Schreibstrahl lokal erwärmt wird, in der Größenordnung von 0,2. Dies führt zu einer Änderung der lokalen Reflektivität, die sich mit Hilfe eines Lesestrahls gut erfassen läßt.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Poly merfolie ein Absorber zugeordnet, der dazu eingerichtet ist, einen Schreibstrahl zumindest teilweise zu absorbieren und die dabei erzeugte Wärme zumindest teilweise lokal an die Polymer folie abzugeben. Der Absorber kann z. B. in einer auf der Poly merfolie angeordneten Absorberschicht enthalten oder in die Polymerfolie integriert sein; auch Mischformen sind denkbar. Der Absorber enthält z. B. Farbstoffmoleküle, die bei der verwendeten Lichtwellenlänge des Schreibstrahls bevorzugt absorbieren, und ermöglicht eine zur Veränderung der Brechzahl ausreichende loka le Erwärmung der Polymerfolie bei relativ geringer Intensität des Schreibstrahls. Ein Beispiel für einen Absorber ist Dispers rot 1 (DR1), ein Azofarbstoff, der aus Anwendungen in der nicht linearen Optik mit farbstoffhaltigen Polymerfilmen bekannt ist. Absorber mit höherer Temperaturstabilität sind z. B. Anthrachi non- oder Indanthren-Farbstoffe. Da der optische Informations träger vorzugsweise nur eine einzige oder wenige Datenträgerla gen aufweist, denen jeweils ein Absorber zugeordnet sein kann, tritt das Problem einer durch den Absorber bedingten geringen und den Lese- und Schreibvorgang behindernden Transparenz nicht auf, was ein weiterer Vorteil der Erfindung ist.

Wie bereits angedeutet, kann der optische Informationsträger mehrere Polymerfolienlagen aufweisen, durch die hindurch Infor mation in eine vorgewählte Polymerfolienlage schreibbar oder aus einer vorgewählten Polymerfolienlage auslesbar ist. Vorzugsweise ist zwischen benachbarten Polymerfolienlagen jeweils eine Adhä sionsschicht angeordnet, um die Polymerfolienlagen miteinander zu fixieren. Bei einem derartigen Datenspeicher hat der optische Informationsträger also mehrere Datenträgerlagen, die jeweils eine Polymerfolienlage aufweisen. Außer einer oder mehreren Adhäsionsschichten können auch noch zusätzliche Schichten vor gesehen sein, z. B. Absorberschichten (siehe oben). Bei einer Dicke der Polymerfolie einer Polymerfolienlage zwischen 10 µm und 100 µm läßt sich die Information auf unterschiedlichen Poly merfolienlagen mit Hilfe von z. B. aus der DVD-Technologie be kannten Lese- und Schreibeinrichtungen gut auflösbar voneinander trennen. Außerhalb des oben angegebenen Bereichs liegende Dicken für eine Polymerfolienlage sind ebenfalls denkbar. Eine Adhä sionsschicht kann z. B. eine Dicke im Bereich zwischen 1 µm und 40 µm haben. Als Adhäsionsmittel eignet sich z. B. ein luftbla senfreier Acrylatkleber, der z. B. chemisch oder durch UV- bzw. Elektronenstrahlung vernetzt wird.

Vorzugsweise weicht die Brechzahl der Adhäsionsschicht nur ge ringfügig von der Brechzahl der benachbarten Polymerfolienlagen ab, um störende Reflexionen des Lesestrahls oder des Schreib strahls an einer Grenzschicht zwischen der Adhäsionsschicht und einer Polymerfolienlage zu minimieren. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Unterschied der Brechzahlen kleiner als 0,005 ist. Ein bestehender Unterschied der Brechzahlen kann jedoch zum Formatieren des Datenspeichers genutzt werden.

Je größer die Zahl der verwendeten Polymerfolienlagen ist, um so größer ist bei gegebener Länge des optischen Informationsträgers die Speicherkapazität des Datenspeichers. Wenn umgekehrt die Speicherkapazität vorgegeben wird, verringert sich mit steigen der Zahl der Polymerfolienlagen die Länge des optischen Informa tionsträgers und somit die Zugriffszeit auf den Datenspeicher, wenn vorgegebene Daten ausgelesen werden sollen. Andererseits steigen mit wachsender Zahl der Polymerfolienlagen die Anforde rungen an die Lese- und Schreibeinrichtung eines Datenlaufwerks, wie oben erläutert. Für die Praxis kommt es daher darauf an, bei der Festlegung der Anzahl der Polymerfolienlagen einen Ausgleich zwischen den genannten Vor- und Nachteilen zu finden.

Bei einem Datenspeicher, bei dem zwischen benachbarten Polymer folienlagen jeweils eine Adhäsionsschicht angeordnet ist, kann die Adhäsionsschicht einen Absorber der oben beschriebenen Art aufweisen. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zwischen benachbarten Polymerfolienlagen jeweils eine Absorber schicht angeordnet, die dazu eingerichtet ist, einen Schreib strahl zumindest teilweise zu absorbieren und die dabei erzeugte Wärme überwiegend lokal an diejenige der benachbarten Polymer folienlagen abzugeben, die dem Fokus des Schreibstrahls am näch sten liegt. Dabei kann eine Adhäsionsschicht als Absorberschicht eingerichtet sein. Es ist aber auch denkbar, zwischen benach barten Polymerfolienlagen zusätzlich zu der Absorberschicht eine oder mehrere Schichten mit Adhäsionseigenschaften vorzusehen; letztere sollten in diesem Fall dünn im Vergleich zu der Absor berschicht sein, um den Wärmefluß von der Absorberschicht in die dem Fokus des Schreibstrahls am nächsten liegende benachbarte Polymerfolienlage nicht übermäßig zu behindern. Der Aufbau des optischen Informationsträgers ist besonders einfach und kosten günstig, wenn insgesamt zwei Polymerfolienlagen vorgesehen sind, die durch eine Absorberschicht mit Adhäsionseigenschaften ge trennt sind, wobei diese Absorberschicht dick genug ist, um je nach Lage des Fokus des Schreibstrahls eine überwiegende Wärme abgabe in die eine oder die andere Polymerfolienlage zu ermög lichen.

In der Polymerfolie oder den Polymerfolienlagen des erfindungs gemäßen Datenspeichers sind die Informationseinheiten durch Änderung der optischen Eigenschaften in einem Bereich mit einer bevorzugten Größe von weniger als 1 µm ausgebildet. Dabei kann die Information binär gespeichert sein, d. h. die lokale Reflek tivität nimmt an der Stelle einer Informationseinheit nur zwei Werte an. Das heißt, wenn die Reflektivität oberhalb eines fest gelegten Schwellenwerts liegt, ist an der betrachteten Stelle des optischen Informationsträgers z. B. eine "1" gespeichert, und wenn sie unterhalb dieses Schwellenwerts oder unterhalb eines anderen, niedrigeren Schwellenwerts liegt, entsprechend eine "0". Es ist aber auch denkbar, die Information in mehreren Grau stufen abzuspeichern. Dies ist möglich, wenn sich die Reflekti vität der Polymerfolie an der Stelle einer Informationseinheit durch definiertes Einstellen der Brechzahl auf gezielte Weise verändern läßt, ohne daß dabei eine Sättigung erreicht wird.

Bei einem vorteilhaften Verfahren zum Herstellen eines erfin dungsgemäßen Datenspeichers, bei dem der optische Informations träger mehrere Lagen oder Schichten aufweist, werden mindestens zwei Lagen oder Schichten koextrudiert. Derartige Lagen oder Schichten können z. B. eine oder mehrere Polymerfolienlagen, eine oder mehrere Absorberschichten oder eine oder mehrere Adhäsions schichten sein. Weil bei dem Verfahren in einem Arbeitsgang mehrere Lagen oder Schichten gefertigt und vorzugsweise mitein ander verbunden werden, kann das Verfahren schnell und kosten günstig durchgeführt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Datenspeichers in einem darauf abgestimmten Laufwerk,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Datenspeichers, bei der der optische Informationsträger zwei Polymerfolienlagen aufweist, in einem darauf abgestimmten Laufwerk und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Extruderkopfes, mit dem eine Polymerfolie und eine Absorberschicht ko extrudiert werden.

In Fig. 1 ist in schematischer Weise eine Ausführungsform eines Datenspeichers 1 veranschaulicht, der in ein Laufwerk mit einer Schreib- und Leseeinrichtung 2 eingesetzt ist.

Der Datenspeicher 1 weist einen bandartigen optischen Informa tionsträger 10 auf, der auf eine Spule 12 aufgewickelt ist. In einem Bereich 14 gegenüber der Schreib- und Leseeinrichtung 2 ist der optische Informationsträger 10 von der Spule 12 abge wickelt und verläuft dort im Ausführungsbeispiel im wesentlichen geradlinig. Dahinter wird der optische Informationsträger 10 von einer Aufnahmespule 16 aufgenommen und ist dort aufgewickelt. Im Ausführungsbeispiel ist der Datenspeicher 1 als Kassette gestal tet, in die die Spule 12 und die Aufnahmespule 16 integriert sind. Über eine Steuereinrichtung des Laufwerks können ein Vor lauf und ein Rücklauf und gegebenenfalls ein schneller Vorlauf und ein schneller Rücklauf der Spule 12 und der Aufnahmespule 16 bewirkt werden, um einen gewünschten Bereich 14 des optischen Informationsträgers 10 gegenüber der Schreib- und Leseeinrich tung 2 zu plazieren.

Der optische Informationsträger 10 weist im Ausführungsbeispiel eine Polymerfolie auf, auf die eine Absorberschicht aufgebracht ist, z. B. ähnlich wie unten im Zusammenhang mit Fig. 3 erläu tert. Die Polymerfolie besteht hier aus biaxial orientiertem Polypropylen (BOPP) und hat eine Dicke von 50 µm. Die Absorber schicht enthält einen Absorber-Farbstoff, der in eine Acrylat masse als Bindemittel eingebettet ist, und hat eine Schichtdicke von 25 µm. Als Absorber-Farbstoff eignen sich z. B. Dispersrot 1 (insbesondere für einen grünen Schreiblaser) oder Rhodamin 800 (insbesondere für einen roten Schreiblaser). Der optische In formationsträger ist im Ausführungsbeispiel 10 mm breit und hat eine Länge von 200 m. Andere Materialien, Zusammensetzungen und Abmessungen sind ebenfalls möglich.

Die Schreib- und Leseeinrichtung 2 enthält einen Schreib- und Lesekopf, der es ermöglicht, Daten in den optischen Informa tionsträger 10 einzuschreiben bzw. daraus auszulesen, und zwar über die volle Breite des optischen Informationsträgers 10 (d. h. in einer Richtung senkrecht zur Papierebene in Fig. 1). Bei anderen Ausgestaltungen ist der optische Informationsträger 10 in parallel verlaufende Spuren eingeteilt, wobei zu einem gege benen Zeitpunkt nur einer gegebenen Spur zugeordnete Daten be arbeitet werden können. Der Schreib- und Lesekopf weist optische Elemente auf, mit deren Hilfe ein von einem in Fig. 1 nicht dargestellten Laser erzeugter Lichtstrahl (z. B. der Wellenlänge 680 nm, 630 nm oder 532 nm) auf den optischen Informationsträger 10 fokussiert werden kann. Ein Lichtstrahl von 680 nm kann z. B. mit einer preiswerten roten Laserdiode erzeugt werden.

Zum Speichern oder Einschreiben von Information in den Daten speicher 1 wird der Laser im Ausführungsbeispiel mit einer Strahlleistung von etwa 1 mW betrieben. Der Laserstrahl dient dabei als Schreibstrahl und wird auf den optischen Informations träger 10 fokussiert (vorzugsweise auf den Übergangsbereich zwischen der Polymerfolie und der Absorberschicht), so daß der Strahlfleck kleiner als etwa 1 µm ist. Die Lichtenergie wird dabei in Form kurzer Pulse von etwa 10 µs Dauer eingebracht. Die Energie des Schreibstrahls wird in dem Strahlfleck absorbiert, begünstigt durch den Absorber, was zu einer lokalen Erwärmung der Polymerfolie und damit zu einer lokalen Änderung der Brech zahl und der Reflektivität führt, wie weiter oben erläutert. Im Ausführungsbeispiel sinkt die Reflektivität bei Erwärmung durch den Schreibstrahl. In Fig. 1 sind die Stellen, an denen auf die beschriebene Weise z. B. eine logische "0" auf den optischen Informationsträger 10 geschrieben wird, mit 18 gekennzeichnet und in stark vergrößerter Breite schematisch eingezeichnet.

Um gespeicherte Information aus dem Datenspeicher 1 auszulesen, wird der Laser im Ausführungsbeispiel im Continuous-Wave-modus (CW-Modus) betrieben. In Abhängigkeit von der gespeicherten Information wird der auf die gewünschte Stelle fokussierte La serstrahl, der als Lesestrahl dient, reflektiert, und die Inten sität des reflektierten Strahls wird von einem Detektor in der Schreib- und Leseeinrichtung 2 erfaßt. In Fig. 1 ist der Lese vorgang an einer logischen "0" (links) und an einer logischen "1" (rechts) erläutert. Wenn der mit 20 bezeichnete Lesestrahl auf eine Stelle 18 des optischen Informationsträgers 10 trifft, wird ein relativ geringer Anteil reflektiert, wie oben gesehen; es entsteht ein schwacher Reflex 22. Wenn dagegen der Lese strahl 20 auf die Stelle einer logischen "1" trifft, wird ein größerer Anteil reflektiert, so daß ein starker Reflex 24 ent steht. Dies wird von dem Detektor 26 erfaßt und von dem Laufwerk bzw. dem Rechner, in dem sich das Laufwerk befindet, verarbei tet. In Fig. 1 sind der Anschaulichkeit halber zwei Lesestrah len nebeneinander eingezeichnet; es handelt sich hierbei aber um ein- und denselben Lesestrahl. Beim Lesevorgang wird die Poly merfolie nicht nennenswert erwärmt, so daß sich deren Brechzahl dabei nicht ändert und die zuvor eingeschriebene Information erhalten bleibt.

Der Datenspeicher kann auch von einer Ausführungsform sein, die vom Benutzer nicht beschreibbar ist. In diesem Fall enthält er vom Hersteller eingeschriebene Informationseinheiten. Eine Schreibfunktion im Datenlaufwerk des Benutzers erübrigt sich dann.

Fig. 2 zeigt in ähnlicher Weise wie Fig. 1 einen Datenspei cher 1', der ähnlich aufgebaut ist wie der Datenspeicher 1, dessen optischer Informationsträger 10' jedoch zwei Lagen zum Speichern von Information aufweist. Der Datenspeicher 1' hat eine Spule 12' und eine Aufnahmespule 16'. Der Bereich des op tischen Informationsträgers 10' zwischen der Spule 12' und der Aufnahmespule 16' ist in Fig. 2 mit 14' bezeichnet.

Der optische Informationsträger 10' enthält eine erste Polymer folienlage 30 und eine zweite Polymerfolienlage 32, die im Aus führungsbeispiel beide aus biaxial orientiertem Polypropylen mit einer Dicke von 25 µm bestehen. Zwischen der ersten Polymerfo lienlage 30 und der zweiten Polymerfolienlage 32 befindet sich eine 30 µm dicke Adhäsionsschicht 34, über die die beiden Poly merfolienlagen 30 und 32 flexibel miteinander verklebt sind. Die Adhäsionsschicht 34 enthält im Ausführungsbeispiel einen Acry latkleber, dem ein Absorber-Farbstoff beigemischt ist.

Die Schreib- und Leseeinrichtung des Laufwerks ist ähnlich auf gebaut, wie in Fig. 1 beschrieben. Sowohl der Schreibstrahl als auch der Lesestrahl können jedoch mit Hilfe einer Optik wahlwei se auf die erste Polymerfolienlage 30 oder die zweite Polymerfo lienlage 32 fokussiert werden. Wenn der Schreibstrahl auf die erste Polymerfolienlage 30 oder die Adhäsionsschicht 34 in der Nähe der ersten Polymerfolienlage 30 fokussiert ist, wie in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 36 angezeigt, wird im wesentlichen die erste Polymerfolienlage 30 lokal erwärmt, denn der Schreibstrahl 36 ist im Bereich der zweiten Polymerfolienlage 32 und in dem daran angrenzenden Bereich der Adhäsionsschicht 34 defokussiert. In diesem Fall wird also nur in der ersten Poly merfolienlage 30 z. B. eine logische "0" eingeschrieben. Umge kehrt kann durch Fokussieren des Schreibstrahls auf die zweite Polymerfolienlage 32 Information in die zweite Polymerfolienlage 32 geschrieben werden (Bezugszeichen 38 in Fig. 2). Zum Aus lesen der Information wird der Lesestrahl entsprechend fokus siert.

Fig. 3 veranschaulicht in schematischer Weise, wie zum Anferti gen eines optischen Informationsträgers 10" (ähnlich dem des Datenspeichers 1 aus Fig. 1) eine Polymerfolie zusammen mit einer auf der Polymerfolie angeordneten Absorberschicht koex trudiert wird.

Der dazu verwendete Extruder hat einen Extruderkopf 40 mit zwei Austrittsöffnungen, aus denen ein Polymer 42 (im Ausführungsbei spiel Polypropylen) und ein Absorber 44 (siehe unten) unter erhöhter Temperatur austreten. Hinter dem Extruderkopf 40 laufen diese beiden Ausgangsmaterialien zusammen und formen beim Ab kühlen zwei Schichten, nämlich die mit 46 bezeichnete Polymer folie und die mit 48 bezeichnete Absorberschicht. Die Polymer folie 46 und die Absorberschicht 48 haften aneinander und bilden den optischen Informationsträger 10. Genauer gesagt, entsteht der optische Informationsträger 10 oder das Ausgangsmaterial, aus dem der optische Informationsträger 10 zurechtgeschnitten werden kann, indem das Extrudat nach dem Extrudieren biaxial verstreckt wird. Dadurch wird die Polymerfolie 46 zu einer Folie aus biaxial orientiertem Polypropylen (BOPP), einem Material, in dem eine hohe Eigenenergie gespeichert ist (siehe oben).

In einem Beispiel im Zusammenhang mit Fig. 3 hat der Extruder kopf 40 eine Temperatur von 120-150°C. Als Absorber 44 dient eine Mischung von 0,01-0,1 Gew.-% des Absorber-Farbstoffs Sudan rot B mit einer Acrylat-Hotmeltmasse als Bindemittel, d. h. die Absorberschicht 48 enthält den Absorber-Farbstoff Sudanrot B, der in ein Acrylat-Bindemittel eingebettet ist. Das Extrudat wird in Längsrichtung (d. h. in der Richtung, in der das Polymer 42 und der Absorber 44 aus dem Extruderkopf 40 austreten) um 500% verstreckt und in Querrichtung um 700%. Nach dem biaxialen Verstrecken hat die Polymerfolie 46 eine Dicke von 20-30 µm und die Absorberschicht 48 eine Dicke von 10-20 µm, so daß sich für den optischen Informationsträger eine Gesamtdicke von 30-50 µm ergibt.

Je nach Ausführungsform sind andere Herstellungsbedingungen und andere Zusammensetzungen und Dimensionen für die einzelnen Schichten möglich. Es ist auch denkbar, daß zusätzliche Schich ten vorgesehen sind, die gegebenenfalls zusammen mit anderen Lagen oder Schichten koextrudiert werden können.

Bei einer anderen Möglichkeit zum Anfertigen eines optischen Informationsträgers wird der Absorber dem Polymer für die Poly merfolie beigemischt. Der optische Informationsträger bzw. sein Ausgangsmaterial wird dann als Einheit aus Polymerfolie und Absorber aus dem Absorber enthaltenden Polymer extrudiert. In einem Beispiel wird eine Mischung aus Polypropylen und 0,01-0,1 Gew.-% des Absorber-Farbstoffs Sudanrot B bei einer Temperatur von 120-150°C extrudiert. Anschließend wird das Extrudat biaxial verstreckt, und zwar in Längsrichtung (d. h. in der Richtung, in der die Mischung aus Polymer und Absorber-Farbstoff aus dem Extruderkopf austritt) um 500% und in Querrichtung um 700%. Der auf diese Weise entstehende optische Informationsträger hat eine Dicke von 30-50 µm und eine optische Dichte (siehe unten) von etwa 0,3. Je nach Ausführungsform sind andere Herstellungsbedin gungen und andere Mischungen, auch von anderen Polymeren oder Absorber-Farbstoffen, sowie andere Abmessungen möglich. Wenn der optische Informationsträger mehrere Polymerfolienlagen hat, ist es vorteilhaft, die erläuterte Einheit aus Polymerfolie und Absorber zusammen mit einer Adhäsionsschicht (z. B. aus Acrylat kleber oder Lack), die keinen Zusatz von Absorber-Farbstoff enthält, zu extrudieren (Koextrusion) und dann zu einer Gesamt dicke von z. B. 30-50 µm biaxial zu verstrecken. Der vollständige optische Informationsträger kann anschließend mit mehreren der artigen Schichtenfolgen aufgebaut werden.

Der Absorber-Farbstoff läßt sich auch durch einen Diffusions prozeß in die Polymerfolie einbringen. Zum Durchführen des Dif fusionsprozesses kann die Polymerfolie in eine Lösung eingelegt werden, die den Absorber enthält. Das Lösungsmittel sollte ei nerseits den Absorber lösen und andererseits die Polymerfolie so weit angreifen, daß sie die Lösung aufnimmt und quillt. Dabei verteilen sich die Absorbermoleküle im Inneren der Polymerfolie.

Anschließend wird die Polymerfolie aus der Lösung herausgenom men, und das Lösungsmittel wird verdampft. Die Polymerfolie nimmt dabei im wesentlichen wieder ihre ursprünglichen Dimensio nen an, wobei die Absorbermoleküle im Inneren der Polymerfolie verbleiben.

Eine andere Möglichkeit für einen Diffusionsprozeß besteht dar in, daß der Absorber zunächst in die Gasphase überführt wird und die Polymerfolie einem Gas, das den Absorber enthält, ausgesetzt wird. Dabei diffundieren die Absorbermoleküle ins Innere der Polymerfolie, und ein Teil der Absorbermoleküle verbleibt dort infolge von Absorptionsprozessen.

Für eine Polymerfolie aus Polypropylen eignet sich der Absorber Dispersrot 1 (DR1). DR1 ist ein Azofarbstoff, der aus Anwendun gen in der nichtlinearen Optik mit farbstoffhaltigen Polymerfil men bekannt ist. Dieser Absorber wird der Polymerfolie bevorzugt über einen Diffusionsprozeß beigefügt. Wenn dagegen das Aus gangsmaterial für den optischen Informationsträger nach einem der oben erläuterten Verfahren durch Extrudieren angefertigt werden soll, wobei für Polypropylen Temperaturen in der Größen ordnung von 200°C auftreten können, sind Absorber mit höherer Temperaturstabilität, wie zum Beispiel Anthrachinon- oder Indan thren-Farbstoffe, besser geeignet als DR1.

Andere Materialien für die Polymerfolie als Polypropylen sind ebenfalls denkbar. So läßt sich zum Beispiel Polyethylenterepht halat (PET) verwenden, auch im Zusammenhang mit dem Absorber farbstoff DR1.

Der optische Informationsträger enthält den Absorber vorzugs weise in einer solchen Menge oder Konzentration, daß einer Poly merfolienlage eine optische Dichte im Bereich von 0,1 bis 0,3 entspricht. Die optische Dichte ist ein Maß für die Absorption, hier bezogen auf die Lichtwellenlänge eines Schreibstrahls. Je nach Anwendungsfall kann die optische Dichte aber auch außerhalb dieses Bereichs liegen. Insbesondere, wenn nur ein oder zwei Polyxnerfolienlagen zur Anwendung kommen, bieten größere optische Dichten Vorteile.

Die optische Dichte ist eine zur Charakterisierung des Absorp tionsverhaltens gut geeignete Größe. Für die optische Dichte D gilt:

D = log(1/T) = ε_λ c d

Hierbei ist T = I/I₀ die Transmission durch eine Schicht der Dicke d, wobei die Intensität der einfallenden Strahlung von I₀ auf I abfällt, ε_λ ist der Extinktionskoeffizient bei der ver wendeten Wellenlänge λ (konzentrationsunabhängiger Stoffparame ter), und c ist die Konzentration des Absorbers in der Schicht.

Claims

1. Datenspeicher, mit einem optischen Informationsträger (10), der eine Polymerfolie (46) aufweist, deren Brechzahl lokal durch Erwärmung veränderbar ist, wobei der optische Informa tionsträger (10) auf eine Spule (12) aufgewickelt ist und dazu eingerichtet ist, zum Lesen und zum Schreiben von In formation in dem dazu vorgesehenen Bereich (14) von der Spule (12) abgewickelt zu sein.

2. Datenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerfolie (46) verstreckt ist.

3. Datenspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Polymerfolie (46) ein Absorber (48) zugeordnet ist, der dazu eingerichtet ist, einen Schreibstrahl zumin dest teilweise zu absorbieren und die dabei erzeugte Wärme zumindest teilweise lokal an die Polymerfolie (46) abzuge ben.

4. Datenspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Absorber in einer auf der Polymerfolie (46) angeordneten Absorberschicht (48) enthalten ist.

5. Datenspeicher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß Absorber in die Polymerfolie integriert ist.

6. Datenspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Informationsträger (10') mehrere Polymerfolienlagen (30, 32) aufweist, durch die hindurch Information in eine vorgewählte Polymerfolien lage (30, 32) schreibbar oder aus einer vorgewählten Poly merfolienlage (30, 32) auslesbar ist.

7. Datenspeicher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Polymerfolienlagen (30, 32) jeweils eine Adhäsionsschicht (34) angeordnet ist.

8. Datenspeicher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Brechzahl der Adhäsionsschicht (34) nur geringfügig von der Brechzahl der benachbarten Polymerfolienlagen (30, 32) abweicht.

9. Datenspeicher nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich net, daß die Adhäsionsschicht (34) einen Absorber aufweist, der dazu eingerichtet ist, einen Schreibstrahl zumindest teilweise zu absorbieren und die dabei erzeugte Wärme zu mindest teilweise lokal an eine benachbarte Polymerfolien lage (30, 32) abzugeben.

10. Datenspeicher nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Polymerfolien lagen (30, 32) jeweils eine Absorberschicht (34) angeordnet ist, die dazu eingerichtet ist, einen Schreibstrahl zumin dest teilweise zu absorbieren und die dabei erzeugte Wärme überwiegend lokal an diejenige der benachbarten Polymer folienlagen (30, 32) abzugeben, die dem Fokus des Schreib strahls (36, 38) am nächsten liegt.

11. Verfahren zum Herstellen eines Datenspeichers nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem der optische Informationsträ ger (10) mehrere Lagen oder Schichten (46, 48) aufweist, wobei mindestens zwei Lagen oder Schichten (46, 48) ko extrudiert werden.