[发明专利]光学存储设备

说明书

本发明属于一种信息存储设备，更确切地说，属于光学存储设备。

智力计算技术在很大程度上取决其外部存储能力的完善。目前由于外存设备的不完善而使电子计算机的实际速度比电子计算机中计算单元的速度要慢2-3个数量级。外存设备最主要的技术指标是信息容量、记录密度、信息取出时间、信息交换速度以及信息存储的可靠性。与磁性外存设备相比，光学外存设备具有一系列的优点：较大的信息容量，较高的记录密度和较高的信息存储可靠性。因此，光学外存设备比磁性外存设备有着更为广阔的前景。

在《IEEE    Spectrum    1979，Vol.2，№2，P33-38》中公开了一种光学存储设备，其中包括在光路上彼此联系在一起的可受调制的相干光源（其中包括激光器）、调制器和以密封光盘形式出现的可动信息载体（其透明内壁的内表面上涂有记录层）和信息选址单元。

但是这种光学存储设备的可靠性不高，记录密度也不高。可靠性不高是因为密封光盘的机械强度太差和在大气压力变化时其工作表面的变形所造成;而记录密度不高是因为随半径变化的记录轨迹不同而引起记录密度不一样，以及可动光学头中“乾”物镜的分辨率不高（其数值孔径不可能大于1）。

技术实质上最接近、已经取得正面结果的，要算是GB1580398中的光学存储设备，它包括在光路上彼此联系在一起的可受调制相干光源和一个圆筒形信息载体以及其旋转驱动装置。该圆筒形信息载体是一个不透明的刚性圆筒，其外表面上涂覆记录层，而在记录层的上面靠分离环再贴上一薄层透明表层作保护。于是在工作时，这个透明的简状保护表层将随刚性不透明圆筒一起旋转。为了防止大气压力变化时筒状保护表层不致于变形，事先将圆筒形光学信息载体内腔与周围的介质结合在一起。

但是这种光学存储设备具有较小的记录密度和可靠性。因为用于信息记录的记录层仅仅涂覆在刚性不透明圆筒的外表面上，又因为“乾”物镜只有较小的数值孔径，所以它的记录密度就受到了限制。另一方面，可靠性差是由于圆筒形信息载体的内腔与周围的环境介质没有隔绝，所以工作时本身温度相对于周围环境温度会发生改变，致使信息载体出现“呼吸”现象，于是大量的尘埃、水气、杂质就被引入内腔，沉附在记录涂层表面上，从而大大降低了读出记录信息的可靠性。这种已知设备的可靠性不高的另一个原因是，当它高速旋转时会使可动信息载体的保护圆筒的表面受到损伤。

本发明的任务是建立一种光学存储设备，其结 构可以提高载有信息的光束聚焦时的锐度，同时还能提高高密度记录时的记录可靠性。

所提任务的解决方案是：这种光学存储设备包括在光学上彼此相联系的可受调制的相干光源和一个圆筒形信息载体以及其旋转驱动机构，在圆筒形信息载体的基体上复有记录层。在这个光学存储设备中，按照本发明，圆筒形信息载体放在一个固定不动的、其长度等于记录层长度两倍到三倍的圆柱形容器中，在它的侧壁上开有一个窗口，其中装有一个透镜，以通过可受调制的相干光;容器中充满了液体或气体介质，可以通过由可受调制的相干光源发出的光束，而这个基体上复有记录层的圆筒形信息载体还可作轴向位移。

这种光学存储设备由于利用了固定的透镜，就能改善光学系统的调试，有利于提高可调制相干光在圆筒形信息载体上聚焦的锐度。圆筒形信息载体装在固定不动的圆柱形容器中移动，这就保证了它不受污染和损伤，因此也就提高了信息存储的可靠性。透镜装在固定的圆柱形容器的侧壁上之所以必要，是因为在进行信息选址时信息载体要相对于固定容器作轴向运动。因此，圆柱形容器内腔的长度应该等于或大于圆筒形信息载体上记录层长度的两倍。

当圆柱形容器中充以气体介质时，圆筒状信息载体的轴向移动采用线性位移的电力驱动装置比较合理，这时其固定部分装在圆柱形容器的侧壁上，而运动部分至少要装在圆筒状可动信息载体的一端上。

当圆柱形容器中充以液体介质时，圆筒状信息载体作轴向移动则采用液压可逆传动更为合理，这时其活塞就是圆筒状信息载体，气缸就是圆柱形容器，工作液体就是该液体介质，而且最好采用粘度小的浸润液。

最好在圆筒状信息载体的内腔中安装至少一个不具渗透性的径向隔膜。

在圆筒状信息载体的基体上的记录涂层表面上，最好再覆上一层保护层。