[发明专利]单种有机染料薄膜的红绿双波长存储光盘

说明书

技术领域：

本发明是一种基于单种有机染料薄膜的红绿双波长存储光盘，适用于红光和绿光双波长一次记录光盘存储。

技术背景：

光存储是继磁存储之后新近兴起的有重要实用化意义的信息存储技术，以光盘为代表的光数据存储器件已成为当代信息社会中不可缺少的信息载体，在海量数据和活动图象的存储等方面得到了广泛应用。特别是数字多用光盘(Digital Versatile Disk，DVD)，其存储密度比传统的CD光盘(Compact Disk)提高了6倍，逐渐成为主流的消费用光盘。目前正在推广应用只读式DVD(如DVD-Read-Only Memory，DVD-ROM和DVD-Video)，5英寸光盘的存储容量可达4.7GB，可录(一次记录)和可擦重写式DVD(DVD-Recordable，DVD-R和DVD-Rewritable，DVD-RW)也已制订了统一标准，今后将作为数字摄像机和录像机的主要存储器。随着高清晰度数字电视和数字电影以及海量网络和卫星数据的下载，需要更高存储密度的光盘。

在远场光记录中，记录点的尺寸取决于聚焦光的衍射极限，聚焦光斑的直径(d)与光波长(ё)成正比而与镜头的数值孔径(NA)成反比，存储密度则正比于数值孔径与波长比值(NA/ё)的平方。所以，要提高存储的位密度，缩短激光波长是一个主要途径。目前在CD和DVD光盘系统中采用的分别是波长为770～830nm和630～650nm的近红外和红光半导体激光器，随着蓝绿光半导体激光器的商品化，开发蓝绿光(400～520nm)记录的新型短波长光存储器件(如高密度数字多用光盘High-density DVD，HD-DVD)成为当前发展高密度光盘存储技术的关键。

有机染料化合物(例如花菁、酞菁和偶氮)是当前可录光盘(例如CD-Recordable，CD-R和DVD-R)的主要记录介质。一般选择吸收带下降边的末段，即吸收带尾位于记录/读出波段的染料分子作为记录材料(CD-R用酞菁薄膜的吸收带尾一般位于750～800nm，DVD-R用偶氮薄膜的吸收带尾一般位于600～650nm)，以获得较高的盘片初始反射率(对于CD-R，大于70％；对于DVD-R，在45-85％范围)，从而保证与ROM驱动器的兼容性(可以在CD-ROM或DVD-ROM驱动器上读出)。

由于CD、DVD和HD-DVD系列光盘的工作波长各不相同，目前分别选用不同种类或结构的染料分子作为其记录介质。用于红光记录的染料化合物不能用于蓝绿光记录，反过来也是这样。于是，随着激光记录波长的缩短，需要重新开发与激光波长匹配的新染料以及相配套的染料膜层工艺(dye layerprocess)，这样不仅研发难度加大、成本提高，而且不利于工作波长不同的光盘间的兼容。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于单种有机染料薄膜的光盘，用于实现双波长一次记录光盘存储。即该种光盘的记录层中仅含有一种染料，但在两个不同波长的激光作用下都可以实现记录和读出，既可以用红光(632.8nm)记录读出，又可以用绿光(514.5nm)记录和读出。

本发明的双波长光盘存储所用盘片的结构如图1所示，包括光盘基片1，在基片1上覆盖有由染料层构成的记录层2，在记录层2上覆盖有反射层3，在反射层3上覆盖有厚度为2000～4000nm的蜡克胶构成的保护层4。激光束透过光盘基片1聚焦于记录层2上，染料分子吸收能量使该微区形态发生变化，与未作用区域形成反差，从而实现一次记录；通过检测经反射层3反射的激光信号实现读出。保护层4用于防止记录层2和反射层3受到破坏(例如氧化)。

本发明盘片中记录层2的染料层是由厚度为64～98nm的三取代苯并吡咯菁染料构成的。所说的反射层是由厚度为50～60nm的铝膜构成的。

如上所述，本发明通过选择合适的反射层3、记录层2的材料以及多层膜结构(主要指反射层和染料层的厚度)，使得光盘可以在两个不同的激光波长处，红光632.8nm和绿光514.5nm处，同时获得足够高的反射率和反射率对比度(反射率对比度的定义为：C＝2|R2-R1|/(R2+R1)，式中R1和R2分别为激光记录前后盘片的反射率)，从而实现双波长记录和读出。

上述构成记录层2的染料层的材料是合成染料，使得其薄膜层的吸收带的带头(上升边的起始段)和带尾(下降边的末段)正好处于两个特定的红光632.8nm和绿光514.5nm激光波长处，即该染料层在这两个特定波长处有相近的吸光度，如图2所示曲线上的A点和B点处。。