[发明专利]多光子可激发介质中的数据记录和读取方法及系统

说明书

技术领域

本发明大体上属于在信息载体中记录/读取数据的领域，并且涉及用于非线性三维光信息载体的记录和读取方法和系统。

背景技术

转让给本申请的受让人的专利合作条约公开WO01/73779公开了一种非线性三维信息载体，其具有由结合有活性部分的透明或半透明聚合材料制成的整体盘状体。该活性部分(发色团)响应于激光照射，并且当与激光能量相互作用时其状态从一个同质异构形态改变到另一个形态。该活性部分表现出多光子吸收特性。信息作为一系列规则的或椭圆的和/或倾斜的数据标记而记录在这种载体上。这种技术公开于转让给本申请的受让人的专利合作条约公开WO2005/015552中。每个标记记录表示信道码元(channel symbol)。这些标记可以是三维(3D)标记。

如文章“Effect of saturable response to two-photon absorption on thereadout signal level of three dimensional bit optical data storage in a photochromatic polymer”，Min Gu等，Applied Physics Letter，Volume 79，No.2pp148-150，2001中所公开的双光子介质(two-photon media)通常通过飞秒脉冲串进行记录。每个脉冲串包含大量的持续时间约为80飞秒的超短飞秒脉冲。

双光子介质是3D非线性介质的一例，例如美国专利No.6,608,774，或用于更高阶的交互作用，例如转让给本申请的受让人的WO 03/077240中公开的的四波混频处理。非线性光介质是这样一种介质，其中，记录/擦除以及读取过程中的至少一个是非线性的，其非线性度最好高于χ(2)(chi)交互过程。逐步过程(例如美国专利No.6,846,434中所述的1+1记录过程)也会引起该非线性特性。

本领域中还已知有1光子和多光子过程的组合，其中，记录或读取过程之一由1光子激发过程执行而另一过程是非线性的(多光子激发)。

发明内容

本发明解决的问题与在非线性光存储介质中记录可读信息的难题相关联，实际情况是，在某些情况下读取过程在一定程度上表现出记录的效果或者所谓的灰色化(graying)。

本领域中需要可以改进记录过程性能并对读取过程产生积极影响的适当记录策略。另外，需要可以消除或至少显著减小介质中的非期望灰色化效果并由此支持大量读取周期的适当读取策略。

在本发明中使用的介质是非线性光介质。如上所述，非线性光介质是数据记录/擦除和读取过程中的至少一个是非线性(χ(2)(chi)的非线性度或更高阶的交互过程)的介质。这种介质可通过记录照射(例如，通过多光子照射)进行激发以在受激区域内引起介质特性(例如，发色团的异构化)的局部改变，由此形成由未记录空间包围的稳定记录区域，以及然后由读取照射(例如，多光子照射)进行激发或与该读取照射相互作用以提供来自记录区域的不同于未记录空间的响应。

应当理解，数据记录或擦除过程在于影响(分别是形成或消除)介质中的调制深度或水平，而数据读取过程在于基本上不影响调制深度。因此，应当理解，当谈到记录的过程参数时，实际上要考虑记录或擦除过程。

在本说明书中，调制深度或水平对应于记录区域(标记)与未记录空间的对比度。这可确定为(1-I_max/I_min)，其中，I_max和I_min是来自记录区域和未记录空间的信号(例如，荧光)的最大和最小水平。然而，应该注意，可以应用任何其他已知的适当的对比度定义。

尽管在此有时把非线性介质称作“双光子介质”，但是应当理解，本发明不限于这种类型的介质。

这种非线性介质(例如，双光子介质)中的信息记录和读取过程需要精确的和可重复的过程条件。所述记录和读取过程还取决于传递到每个标记或体元(voxel)的功率、读取/记录事件的持续时间和形状以及所使用的光的偏振、相干性和波长。如果这些参数中的一个或多个不与所需的值范围匹配，则会影响(降低)数据记录/读取过程的质量。