光信息材料課件

概論光信息存儲技術(shù)是在激光光源出現(xiàn)以后開始發(fā)展起來的，由于它具有信息存儲密度高(比磁盤高幾百倍)，易于快速隨機(jī)存取，能存儲圖像與數(shù)字兩種信息等優(yōu)點(diǎn)，從20世紀(jì)70年代初展露頭角以來，得到世界各國的普遍重視。鈣鈦礦錳氧化物----巨磁電阻材料，用于高密度記錄讀出磁頭，使器件小型化、廉價(jià)化。概論光信息存儲技術(shù)是在激光光源出現(xiàn)以后開始發(fā)展起來的，由12007年10月，法國科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和德國科學(xué)家彼得·格林貝格爾因分別獨(dú)立發(fā)現(xiàn)巨磁阻效應(yīng)而共同獲得2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。一臺1954年體積占滿整間屋子的電腦，和一個(gè)如今非常普通、手掌般大小的硬盤。正因?yàn)橛辛诉@兩位科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)，單位面積介質(zhì)存儲的信息量才得以大幅度提升。目前，根據(jù)該效應(yīng)開發(fā)的小型大容量硬盤已得到了廣泛的應(yīng)用。司空見慣的筆記本電腦、MP3、U盤等消費(fèi)品，居然都閃爍著耀眼的科學(xué)光芒。

2007年10月，法國科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和德國科學(xué)家彼得·格2光信息存儲技術(shù)有全息存儲和逐點(diǎn)存儲兩種類型。全息存儲是利用全息照相原理將信息存儲在記錄介質(zhì)中，讀出時(shí)通過光電探測器將光信號再轉(zhuǎn)變成電信號輸出。逐點(diǎn)存儲是通過受信號調(diào)制的激光束與記錄介質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生的狀態(tài)變化(如熔化、相變)逐點(diǎn)記錄信號的，讀出時(shí)再用激光束投射到記錄介質(zhì)表面，從反射光的強(qiáng)度變化中讀出信息。全息存儲所用的記錄介質(zhì)稱為全息材料，逐點(diǎn)存儲所用的記錄介質(zhì)對應(yīng)于磁盤而被稱為光盤材料。光信息存儲技術(shù)有全息存儲和逐點(diǎn)存儲兩種類型。32．1全息材料全息成像過程是利用光的干涉和衍射現(xiàn)象，在照相干板或膠片上以干涉條紋形式把圖像記錄下來，然后以光照射這種干板，就能以立體形式再現(xiàn)物體的原來圖像。由于它記錄了物體的全部信息(振幅和相位)，所以稱為全息照相術(shù)(Holography)

2．1全息材料全息成像過程是利用光的干涉和衍射現(xiàn)象，在照相干41．基本原理

全息照相述的基本原理1．基本原理全息照相述的基本原理52．全息過程的數(shù)學(xué)描述

R(xR，yR，zR)xyzO(x0，y0，z0)O(x，y，0)Or0I0rRIRH幾何分析圖2．全息過程的數(shù)學(xué)描述R(xR，yR，zR)xyzO(x6全息圖的分類由相干光產(chǎn)生的全息圖二維全息圖吸收性全息圖菲涅爾全息圖透射型全息圖非漫射性物體全息圖漫射性物體全息圖反射型全息圖漫射性物體全息圖傅立葉變換全息圖用透鏡的傅立葉變換全息圖不用透鏡的傅立葉變換全息圖位相型全息圖三維全息圖靠吸收系數(shù)變化制成的全息圖透射型全息圖反射型全息圖靠折射率變化制成的全息圖透射型全息圖反射型全息圖二、全息圖的分類全息圖的分類由相干光產(chǎn)生的全息圖二維全息圖吸收性全息圖菲涅爾7薄全息圖亦稱平面全息圖，它的記錄介質(zhì)的厚度比所記錄的條紋間隔要?。缓袢D亦稱體積全息圖，其記錄介質(zhì)的厚度等于或大于所記錄的條紋間隔。一般用Q來衡量。λ——照明光波的波長；n——記錄材料的折射率

d——記錄材料的厚度；A——被記錄到的條紋的間隔。一般把Q＞10的全息圖看作體積全息圖，而把其余情況下的全息圖看作平面全息圖。薄全息圖亦稱平面全息圖，它的記錄介質(zhì)的厚度比所記錄的條紋間隔8全息圖包可根據(jù)再現(xiàn)照明波的衍射機(jī)理進(jìn)行分類。在振幅型全息圖中，干涉圖記錄到的是記錄介質(zhì)發(fā)生的密度變化，而當(dāng)再現(xiàn)時(shí)，照明光波的振幅就被進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)制；而在位相全息圖中，被加在再現(xiàn)照明波上的是相位調(diào)制。全息圖包可根據(jù)再現(xiàn)照明波的衍射機(jī)理進(jìn)行分類。在振幅型全息圖中9三、全息材料的特征值

1、曝光量H2、衍射效率η3、靈敏度和光譜靈敏度

4、分辨率三、全息材料的特征值1、曝光量H101、曝光量H曝光量表示在全息材料表面上單位面積所接受的光能多少，它等于光強(qiáng)度與曝光時(shí)間的乘積，用下式表示H=Φt式中H—曝光量（mJ/cm2）；Φ—光強(qiáng)度[單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的能量（mJ/cm2·s）]；t—曝光時(shí)間（s）。1、曝光量H曝光量表示在全息材料表面上單位面積所接受的光能11

2、衍射效率η

衍射效率η等于總的有效成像光強(qiáng)度Φ衍射與用來照明全息圖的總光強(qiáng)度Φ入射之比，即η=Φ衍射/Φ入射表2-2各類全息圖的最大理論衍射效率值全息類型薄型透射全息圖厚型透射全息圖厚型反射全息圖調(diào)制方式振幅型位相型振幅型位相型振幅型位相型衍射效率0.06250.3390.0371.0000.0721.0002、衍射效率η衍射效率η等于總的有效成像光強(qiáng)度Φ衍射與用123、靈敏度和光譜靈敏度靈敏度是指全息材料在接受光的作用后，其反應(yīng)的靈敏程度。在全息技術(shù)中，材料的靈敏度φ用下式表示式中η—衍射效率；V—曝光強(qiáng)度的條紋反襯度；H—平均曝光量。在獲得相同衍射效率的情況下，所需的V值和Hm值越小時(shí)越靈敏。每種全息材料都有一波長的紅限，波長大于紅限的光不能與材料起光化學(xué)反應(yīng)；另外每種全息材料都有它自己的吸收帶，在吸收帶內(nèi)的波長才能起光化學(xué)反應(yīng)，這就是光譜靈敏度。3、靈敏度和光譜靈敏度靈敏度是指全息材料在接受光的作用后，其134、分辨率全息材料的分辨率是指它所能記錄的光強(qiáng)空間調(diào)制的最小周期，其單位是cy/mm。分辨率并不完全取決于全息材料本身，還與全息圖種類、記錄夾角等因素有關(guān)。

反射全息圖記錄介質(zhì)的分辨率參、物光束的入射角Θ0°30°60°90°記錄介質(zhì)的分辨率/(cy·mm-1)>4802>4535>3946>36164、分辨率全息材料的分辨率是指它所能記錄的光強(qiáng)空間調(diào)制的最小14四、全息材料的種類全息記錄介質(zhì)分類分類記錄過程調(diào)制方式重復(fù)使用存儲時(shí)間鹵化銀乳膠還原為金屬銀光密度改變否永久重鉻酸鹽明膠光致交聯(lián)折射率改變否永久光致抗蝕劑形成有機(jī)酸、光致交聯(lián)或光致聚合表面浮雕否永久光致聚合物光致聚合折射率改變或表面浮雕否永久光導(dǎo)熱塑料形成帶電場的靜電潛像，產(chǎn)生熱塑料變形表面浮雕可永久光致變色材料一般是光誘導(dǎo)出新的吸收帶光密度改變或折射率改變可幾分鐘或幾個(gè)月光折邊材料光感應(yīng)出折射率場折射率變化可永久四、全息材料的種類全息記錄介質(zhì)分類分類記錄過程調(diào)制方式重復(fù)使151、鹵化銀乳膠鹵化銀乳膠是將顆粒很細(xì)的(0．1—2μm)鹵化銀混合彌散在明膠中，再加一定的敏化劑制成。常見的銀鹽干板是由乳膠層、底層、玻璃板和防光暈層組成。最大優(yōu)點(diǎn)是靈敏度比其他材料高，并可成為全色。它的光譜靈敏度在藍(lán)光的紫外光譜區(qū)域，常在乳劑表面吸附一層對長波光譜區(qū)有吸收的染料，使鹵化銀乳劑的感光靈敏度擴(kuò)展到長波區(qū)域。鹵化銀乳膠的缺點(diǎn)是分辨率不高，噪聲大和容易引起光散射。1、鹵化銀乳膠鹵化銀乳膠是將顆粒很細(xì)的(0．1—2μm)鹵化16鹵化銀乳膠型號厚度/μm靈敏波長/nm曝光量/(μJ·cm-2)極限分辨率/(cy·mm-1)天津I型6~763330>3000天津II型6~769433>3000HP633P10633~300>4000Kodak649F6~17全色80>3000Kodak1205600~70042>3000Agfa8E706633（全色）203000Agfa8E756694（全色）20>3000Agfa10E756694（全色）50~2500鹵化銀乳膠型號厚度/μm靈敏波長/nm曝光量/(μJ·cm-172．重鉻酸鹽明膠重鉻酸鹽明膠是將明膠溶液加入少量的重鉻酸鹽溶液配制而成，是一種重要的全息材料。重鉻酸鹽明膠的光化學(xué)過程為：溶解在明膠中的重鉻酸鹽是感光敏化劑，當(dāng)曝光時(shí)，由于光的吸收作用，使Cr6+變?yōu)镃r3+，而Cr3+與明膠分子起反應(yīng)，引起交聯(lián)使明膠硬化。接著在水中洗掉未曝光的重鉻酸鹽部分，在異丙醇中快速脫水干燥，使曝光部分的折射率提高，成為高衍射效率的位相全息圖。2．重鉻酸鹽明膠重鉻酸鹽明膠是將明膠溶液加入少量的重鉻酸鹽溶18重鉻酸鹽明膠材料的優(yōu)點(diǎn)是分辨率高和衍射效率高，幾乎接近于理論值。重鉻酸鹽明膠的缺點(diǎn)是感光度低，而且靈敏波長在藍(lán)光部分。如果要用633nm波長還需要加其他的染料敏化，常用的染料有亞甲基藍(lán)和亞甲基綠。重鉻酸鹽明膠的另一缺點(diǎn)是全息圖經(jīng)醇脫水后，乳膠面呈現(xiàn)白色，即產(chǎn)生“白膜”(milkwhite)。

重鉻酸鹽明膠材料的優(yōu)點(diǎn)是分辨率高和衍射效率高，幾乎接近于理論19白膜的形成機(jī)理溶于熱水中的低分子量明膠和較能旋轉(zhuǎn)的明膠分子長支鏈或交聯(lián)度低的明膠分子的長端鏈，經(jīng)不良溶劑脫水后收縮成較緊縮無規(guī)線團(tuán)沉積在明膠表面上。這種線團(tuán)的直徑與可見光波長屬同一數(shù)量級時(shí)，就會散射入射光而呈乳白色，即形成白膜。

白膜的形成機(jī)理溶于熱水中的低分子量明膠和較能旋轉(zhuǎn)的明膠分子長203．光導(dǎo)熱塑料是一種浮雕型位相全息記錄材料。這種材料是在玻璃片基上鍍上透明的導(dǎo)電膜，再在上面徐布厚度為2—3μm的光電導(dǎo)體和厚度約為1μm的熱塑性塑料而構(gòu)成的。3．光導(dǎo)熱塑料是一種浮雕型位相全息記錄材料。這種材料是在玻21―――――――――++++++++++++++(a)++++++――――――(b)正電荷使帶電負(fù)電荷熱塑性塑料膠片光電導(dǎo)體玻璃片基玻璃片基電流再次帶電發(fā)熱發(fā)生軟化玻璃片基+++++++++++++――――――光光(C)++++++玻璃片基j經(jīng)流動面形成凹坑(d)光導(dǎo)熱塑材料的記錄原理―――――――――+++++++++++++22進(jìn)行曝光前，在光導(dǎo)熱塑料上裝上電極，當(dāng)用4—8kv的電壓使之產(chǎn)生電暈放電后，就使熱塑性塑料帶電并具有感光性能。然后在材料上曝光，同時(shí)使電流流到片基的透明電極上，當(dāng)發(fā)熱到60℃左右時(shí)，利用其產(chǎn)生的熱量使熱塑性塑料變軟。再使柔軟的熱塑性塑料表面帶電，依靠靜電力可使塑料產(chǎn)牛與曝光量相應(yīng)的變形，光導(dǎo)熱塑料可以擦除后重復(fù)使用，擦除的方法是適當(dāng)?shù)募訜幔謴?fù)到原來的情況后冷卻。進(jìn)行曝光前，在光導(dǎo)熱塑料上裝上電極，當(dāng)用4—8kv的電壓使之23光導(dǎo)熱塑料作為全息材料的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)是對可見光敏感，干法顯影，適合于實(shí)時(shí)觀察；衍射效率高，能重復(fù)使用。缺點(diǎn)是分辨率較低(＜2000cy／mm)，高質(zhì)量薄膜制造很困難。光導(dǎo)熱塑料作為全息材料的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是對可見光敏感，干法顯影244．光致抗蝕劑(photoresist)光致抗蝕劑是用于制造集成電路或超大規(guī)模集成電路的材料。把光致抗蝕劑以幾微米的厚度涂布在玻璃支持體上制成干板，曝光之后通過顯影，沒有曝光部分的抗蝕劑就被溶解掉，產(chǎn)生浮雕像。光致抗蝕劑分為負(fù)性和正性光致抗蝕劑兩種。

4．光致抗蝕劑(photoresist)光致抗蝕劑是用于制造25負(fù)性光致抗蝕劑是指那些光交聯(lián)型光敏樹脂，如聚肉桂酸酪型、雙疊氮——環(huán)化橡膠型等，它是在曝光的地方吸收光，變得不溶解，顯影后未曝光部分被溶解掉。正性光致抗蝕劑是指那些光分解型光敏樹脂，如鄰醌偶氮型等，它是曝光部分被溶解掉。光致抗蝕劑是一種位相型全息材料，其優(yōu)點(diǎn)是衍射效率高，分辨率在1000cy／mm左右。缺點(diǎn)是感光度很低，如用448nm的氬離子激光器記錄，曝光量約為2000J／cm2。負(fù)性光致抗蝕劑是指那些光交聯(lián)型光敏樹脂，如聚肉桂酸酪型、雙疊26光致抗蝕劑型號厚度/μm靈敏波長/nm曝光量/(mJ·cm-2)極限分辨率/(cy·mm-1)ShipleyAZ-1350(正)<1.0UV~500100(441nm)>1500ShipleyAZ-111(正)1.0UV~5001ⅹ10-6(441nm)<1000KodakKAR3(正)~1.0315~46520(400nm)>1500KodakKPR(負(fù))1.0260~46520(400nm)400KodakKOR（負(fù)）~1.0250~550500(488nm)~1000KodakKMER(負(fù))1.0290~48510(400nm)250KodakKTER(負(fù))0.8290~48510(400nm)400光致抗蝕劑型號厚度/μm靈敏波長/nm曝光量/(mJ·cm-27用于全息存儲時(shí)，無機(jī)光致變色材料多于有機(jī)材料。優(yōu)點(diǎn)是不需顯影，而且可以用熱或光的方式擦除后重復(fù)使用。缺點(diǎn)是靈敏度較低，存儲信息時(shí)間短。5．光致變色材料用于全息存儲時(shí)，無機(jī)光致變色材料多于有機(jī)材料。5．光致變色材28材料記錄過程調(diào)制方式厚度/μm分辨率/(cy·mm-1)存儲時(shí)間無機(jī)材料:CaF2:La，NaCaF2:Ce，Na離子（電子）俘獲光致密度改變100~800300~900>2000幾分鐘~幾天SrTiO3:Ni,Mo,AlCaTiO3:Ni,Mo離子（電子）俘獲光致密度改變100~1000100~800>2000幾分鐘~幾天LiNbO3:Fe,Mn離子（電子）俘獲光致密度改變5000>2000幾小時(shí)鹵化銀硼硅酸鹽玻璃還原為金屬銀顆粒光致密度改變100~6000>2000幾天~幾個(gè)月有機(jī)材料：水楊叉-苯胺光致密度改變<20>3300茋（C6H5CH:CHC6H5)折射率改變2000甲基萘折射率改變1000~20002000幾天光致變色材料材料記錄過程調(diào)制方式厚度/μm分辨率/(cy·mm-1)存儲296．光致聚合物光致聚合物作為全息材料的基本原理是由于光的作用，使小分子或單體被聚合成大分子或聚合物，使材料在曝光前后產(chǎn)生折射率差。

光致聚合物型號厚度/μm靈敏波段/nm曝光量/(mJ·cm-2)極限分辨率/(cy·mm-1)DuPont3~150350~55020~30（在空氣中）2~3（在氮?dú)庵校?000PMMA~1000UV100ⅹ1035000Hughes5~15633,514,530,488,441(加敏化劑)4~53000RCA~100500100030006．光致聚合物光致聚合物作為全息材料的基本原理是由于光的作用30光致聚合物由單體材料，如丙烯酸、內(nèi)烯腈、苯乙烯和光敏劑、交聯(lián)劑等組分組成。光致聚合物的靈敏度比光致抗蝕劑和光致變色材料的高，分辨率可達(dá)到3000cy/mm。其優(yōu)點(diǎn)是干顯影和快速處理，可以得到高分辨率的全息圖。當(dāng)曝光充足時(shí)，可長期保存。光致聚合物由單體材料，如丙烯酸、內(nèi)烯腈、苯乙烯和光敏劑、交聯(lián)317．光折變材料光折變材料是能吸收外來光而產(chǎn)生材料內(nèi)載流子的遷移，由此形成一個(gè)空間載流子的重新分布和相應(yīng)的電場，通過電光效應(yīng)，使材料的折射率受到調(diào)制的材料。材料中產(chǎn)生光折變效應(yīng)的必要條件是：①能生成可移動的載流子；②對光有吸收；③能傳輸載流子；④有能捕獲載流子的勢阱；⑤有一定的電光系數(shù)，對于有機(jī)分子要求有二階非線性光學(xué)性質(zhì)。7．光折變材料光折變材料是能吸收外來光而產(chǎn)生材料內(nèi)載流子的遷32光折變材料的種類電光晶體，如BaTi05、KNbO3、LiNb03、LiTaO3

非鐵電氧化物，如Bi12(Si，Ce，TiO20)等半導(dǎo)體化合物，如GeAs、InP、CdTe等光折變聚合物，如DMNPAA／PVK／ECZ/TNF體系光折變材料的種類電光晶體，如BaTi05、KNbO3、LiN33五、應(yīng)用

光全息存儲材料已分別在干涉計(jì)量、材料與元件的無損探傷、制作防偽商標(biāo)以及圖書資料的高密度存儲等方面得到實(shí)際應(yīng)用。另外，還可做成全息光學(xué)元件，如全息透鏡、全息光柵、全息空間濾波器、分束器等，由于全息光學(xué)元件重量輕、性能好，用它裝配整機(jī)，可以使整機(jī)的重量減輕許多。

五、應(yīng)用光全息存儲材料已分別在干涉計(jì)量、材料342.2光盤材料光盤是新一代記錄媒質(zhì)，與塑料軟盤、固定磁盤和磁帶相比，它具有記錄密度高、非接觸、可靠性高和使用壽命長等特點(diǎn)。光盤可作為計(jì)算機(jī)的檔案庫或數(shù)據(jù)庫的文字存儲器，能將正文、圖形圖表和語言等信息編寫統(tǒng)一的數(shù)字信號再進(jìn)行存取。光盤所用的材料稱光盤材料，是一種具有記錄（寫入）、存儲和讀出功能的材料。光盤材料有光盤基板材料和光記錄材料兩部分組成。2.2光盤材料光盤是新一代記錄媒質(zhì)，與塑料軟盤、固定磁盤和35光信息材料課件36激光束通過調(diào)制器受輸入信號調(diào)制，成為載有信息的激光脈沖。經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)、偏振分束棱鏡和λ/4波片導(dǎo)入大數(shù)值孔徑物鏡，在光盤介質(zhì)表面匯聚成成直徑小于1μm光斑。激光束與介質(zhì)相互作用后，在介質(zhì)表面蝕成孔或形成相變，以此記錄信息（介質(zhì)表面激光作用區(qū)與未受激光作用區(qū)，形成某一物理性質(zhì)有顯著差別的兩個(gè)狀態(tài)，如反射率差別、折射率差別、透射率差別，這兩個(gè)狀態(tài)被分別定義為“1”和“0”）。當(dāng)物鏡沿徑向移動，光盤在轉(zhuǎn)臺上旋轉(zhuǎn)時(shí)，在光盤表面形成螺旋狀或同心圓信息軌道。用小功率激光束反射強(qiáng)度的變化經(jīng)調(diào)制后還原所記錄的信息。激光束通過調(diào)制器受輸入信號調(diào)制，成為載有信息的激光脈沖。經(jīng)光37光盤采用的七種光記錄形式示意圖(a)襯底是燒蝕凹坑式，即通過激光加熱可在記錄膜上產(chǎn)生凹坑記錄信息，這類記錄介質(zhì)多為碲、鉍、鍺、硒等元素及其合金薄膜。光盤采用的七種光記錄形式示意圖(a)襯底是燒蝕凹坑式，即通過38(b)襯底所示的記錄介質(zhì)是采用兩種不同材料的薄膜構(gòu)成，如金屬銠膜和非晶硅膜層，在激光照射處這兩種材料相互作用可形成合金，以此記錄信息。(b)襯底所示的記錄介質(zhì)是采用兩種不同材料的薄膜構(gòu)成，如金屬39(c)襯底為絨面--鏡面結(jié)構(gòu)，激光照射處，絨面薄膜被熔化可形成一個(gè)小的平坦區(qū)域（鏡面），以此記錄信息。(c)襯底為絨面--鏡面結(jié)構(gòu)，激光照射處，絨面薄膜被熔化可形40(d)襯底所示的記錄介質(zhì)是一種有微小顆粒組成的膜層，在激光作用下這些微粒重新結(jié)合形成較大的顆粒，以此記錄信息。(d)襯底所示的記錄介質(zhì)是一種有微小顆粒組成的膜層，在激光作41襯底(e)為起泡式記錄，這種光記錄介質(zhì)由兩層不同材料的膜層構(gòu)成，下面一層為易汽化的聚合物薄膜，上面—層為高熔點(diǎn)的金屬薄膜，諸如金膜或鉑膜在激光照射處可形成氣泡記錄信息。襯底(e)為起泡式記錄，這種光記錄介質(zhì)由兩層不同材料的膜層構(gòu)42襯底晶相非晶體(f)所示的光記錄薄膜為相變型材料，激光照射處記錄薄膜可由晶相轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷嘤涗浶畔?。襯底晶相(f)所示的光記錄薄膜為相變型材料，激光照射處記錄薄43襯底非晶態(tài)1非晶態(tài)2(g)態(tài)變型材料，這種材料在激光照射下始終保持非晶相，只是非晶相的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了細(xì)微變化，導(dǎo)致薄膜的光學(xué)參數(shù)發(fā)生改變來記錄信息。襯底非晶態(tài)1(g)態(tài)變型材料，這種材料在激光照射下始終保持非44

二、光盤分類及結(jié)構(gòu)

光盤按功能分為可擦除光盤和不可擦除光盤兩種。不可擦除光盤又有只讀型(ROM)和一次寫入多次讀出型(WORM)兩種。光盤結(jié)構(gòu)有多種形式。已商品化的不可擦除光盤結(jié)構(gòu)有單層膜型、三層膜消反射型和空氣‘夾心餅”型三種。

二、光盤分類及結(jié)構(gòu)光盤按功能分為可擦除光盤和不可擦除光盤45(1)單層膜型采用玻璃或聚氯乙烯基板，表面蒸鍍蹄合金膜，激光輻射燒蝕合金膜，形成反射率突變的凹坑，實(shí)現(xiàn)信號寫入。薄金屬膜基板記錄凹坑單層膜型光盤結(jié)構(gòu)(1)單層膜型采用玻璃或聚氯乙烯基板，表面蒸鍍蹄合金膜，激光46(2)三層膜消反射型

在基板材料上蒸鍍?nèi)龑幽?，截面設(shè)汁成消反射結(jié)構(gòu)，幾乎能完全吸收入射光。透明涂層使三層膜免受塵埃、擦傷等影響。SiO2熱阻擋層改善了光—熱轉(zhuǎn)換效率。激光輻射燒蝕薄金屬膜使反射層暴露。透明涂層SiO2熱阻擋層SiO2熱阻擋層金屬層透明絕緣層反射層膠層基板三層膜三層膜消光反射光盤結(jié)構(gòu)(2)三層膜消反射型在基板材料上蒸鍍?nèi)龑幽?，截面設(shè)汁成消反47(3)空氣“夾心餅”型

由兩張各自鍍有一層靈敏的蹄合金薄膜的PMMA盤片組成，用兩個(gè)墊圈在信息帶的內(nèi)外徑處隔開，將薄膜密封在“夾心餅”結(jié)構(gòu)中。在薄膜上面用激光加工微孔，寫入情息。記錄介質(zhì)環(huán)形隔圈空腔基板空氣“夾心餅”式光盤結(jié)構(gòu)(3)空氣“夾心餅”型由兩張各自鍍有一層靈敏的蹄合金薄膜的48三、光盤基板材料光盤對基板材料的主要要求是：透光性好，很小的雙折射性，良好的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，基板上的記錄膜不發(fā)生剝離，價(jià)格便宜。光盤基板材料主要有無機(jī)材料和高分了材料兩大類。三、光盤基板材料光盤對基板材料的主要要求是：透光性好，很小的49無機(jī)材料有金屬(如鋁、鋁合金)、Al2O3和玻璃等。金屬基板價(jià)格便宜、堅(jiān)固耐磨。但是它會影響光磁性能，因而不適用于制作磁光盤。玻璃基板具有良好的光學(xué)特性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和壽命長等優(yōu)點(diǎn)。高分子基板材料以聚甲基丙烯酸甲酪(PMMA)和聚碳酸酯(PC)為主流，其次是環(huán)氧樹脂和聚烯烴樹脂(PO)，以及乙烯酸樹脂、紫外線硬化樹脂等。結(jié)晶高分子能產(chǎn)生很強(qiáng)的雙折射性使光的透過率降低，因而要使用非晶高分子材料作光盤基板。無機(jī)材料有金屬(如鋁、鋁合金)、Al2O3和玻璃等。金屬基板50光盤基板材料基板材料PCPMMAPO環(huán)氧樹脂乙烯酸樹脂紫外線硬化樹脂玻璃基板制作方法注射成型注射成型注射成型2P法熱硬化整體成型光硬化整體成型2P法光學(xué)性能折射率1.581.491.551.511.541.511.51透過率/830nm87~90929393>9092>90雙折射/830nm20~3020<20<51~22<1光彈性率（mm2·kg-1）71ⅹ10-56ⅹ10-56ⅹ10-5504ⅹ10-610ⅹ10-53ⅹ10-5熱特性玻璃化溫度/℃140~15090~100155125148140~540熱變形溫度/℃13290~105136135135150-熱膨脹系數(shù)（室溫~60℃

）/K-18ⅹ10-58ⅹ10-57ⅹ10-54~7ⅹ10-56.9ⅹ10-58ⅹ10-50.3~0.2ⅹ10-5熱導(dǎo)率/(4.184J·K-1·cm-1)4.6ⅹ10-44.8ⅹ10-44.0ⅹ10-44.5ⅹ10-4--2ⅹ10-3光盤基板材料基板材料PCPMMAPO環(huán)氧樹脂乙烯酸樹脂紫外51表續(xù)

基板材料PCPMMAPO環(huán)氧樹脂乙烯酸樹脂紫外線硬化樹脂玻璃基板制作方法注射成型注射成型注射成型2P法熱硬化整體成型光硬化整體成型2P法機(jī)械性能比重1.201.191.051.191.201.132.5表面硬度（鉛筆硬度）B2H2H~2H-2H>9H拉伸強(qiáng)度/MPa58.843.254.9---78.5~88.3埃左沖擊強(qiáng)度/J·m-19.8~19.615.7-15.7---其它飽和吸水率（室溫）%0.342.00.010.3~1.00.550.70透濕率/g·m-2·(24h)-13.62.8-2.5--0表續(xù)基板材料PCPMMAPO環(huán)氧樹脂乙烯酸樹脂紫外線硬化52四、光記錄材料光記錄材料是光盤材料的核心，在理論上應(yīng)該具有高靈敏度(數(shù)毫瓦量級記錄功率)、高分辨率(＞1000cy/mm)、高信噪比、隨錄隨放功能(具有實(shí)時(shí)記錄特性)、高的抗缺陷性以及使用壽命長等性能。四、光記錄材料光記錄材料是光盤材料的核心，在理論上應(yīng)該具有高531.不可擦除的光記錄材料①所記錄的比特尺寸應(yīng)足夠小，約為1μm；②記錄能量適中；③記錄和非記錄區(qū)信號對比度大；④介質(zhì)噪聲??；⑤介質(zhì)物理化學(xué)性能穩(wěn)定，信息存儲壽命長。1.不可擦除的光記錄材料①所記錄的比特尺寸應(yīng)足夠小，約為1μ54不可擦除的光記錄材料的種類很多，包括有元素金屬或其合金，如Au、Pt、Cr、Bi、Cu及Pb等；元素半導(dǎo)體，如Te、Si、Ge、Se、S和它們之間或其他元素如As、In、0、H、C等所形成的合金；還有染料／聚合物等都可以做記錄介質(zhì)。在上述材料中，以蹄(Te)為主要成分的膜材料最引人注日，因此可將這類材料簡單地分為碲系記錄材料和非碲系記錄材料兩種。不可擦除的光記錄材料的種類很多，包括有元素金屬或其合金，如A55碲系記錄材料包括碲和碲系合金，碲碳混合物和碲的低價(jià)氧化物等。這類材料由于具有記錄密度高(5xl07位／cm2)，信號輸入速度快(50兆位／s)，信息位價(jià)格低(每位10-8美分)，位出錯(cuò)率低(10-6)，信噪比高(50dB)，快速隨機(jī)存取(1s左右)，半永久性存儲壽命(10年以上)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)方便等優(yōu)點(diǎn)。成為第一代不可擦除光盤介質(zhì)的主流。碲系記錄材料包括碲和碲系合金，碲碳混合物和碲的低價(jià)氧化物等。56碲系膜性質(zhì)記錄膜層與光盤結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)研制單位Te空氣夾心餅結(jié)構(gòu)靈敏度10-9J/μm2，壽命大于10年，位出錯(cuò)率10-4PhilipsTe三層膜結(jié)構(gòu)利用消反射原理，提高光能利用率與信噪比RCA，IBM，Philips封裝的Te膜鍍300?厚SiO2保護(hù)膜，改善Te膜穩(wěn)定性IBMTe-Se/光刻板/基板孔型圓而清晰，耐濕性好日立Te-C/PMMA靈敏度比Te膜高，穩(wěn)定性好東芝Te-Bi/玻璃基板靈敏度高，0.2ⅹ10-9J/μm2，孔圓而清晰，位出錯(cuò)率2ⅹ10-5，壽命10~20年OmexTe-Bi/聚四氟乙烯/PMMATe-Bi厚300?，成孔激光閾值有明確界限IBMTe合金穩(wěn)定性好，缺陷密度小于2ⅹ10-5IBMTe基加硬碳保護(hù)層膜層硬，不易擦傷，靈敏度2ⅹ10-9J/μm2Honeywell碲系膜性質(zhì)記錄膜層與光盤結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)研制單位Te空氣夾心餅結(jié)57非碲系記錄材料主要包括碲系玻璃，金、鉑系貴金屬及合金材料等等。

非碲系記錄材料主要包括碲系玻璃，金、鉑系貴金屬及合金材料等等58非碲系記錄介質(zhì)的性質(zhì)記錄膜層和光盤結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)研制單位Au或Pt合金/聚合物/基板激光加熱使聚合物蒸發(fā)，釋放氣體形成氣泡，氣泡對讀出光散射，使反射信號有較大對比度，信噪比65dB，化學(xué)穩(wěn)定性好Thomson-CSFAu，Pt合金/聚合物/Al/基板夾心餅結(jié)構(gòu)氣泡型結(jié)構(gòu)與消反射三層膜結(jié)構(gòu)結(jié)合，靈敏度高，閾值功率4mW，穩(wěn)定性好3MDrexon預(yù)刻槽，預(yù)格式含銀粒的合成材料，溶劑涂覆制備，靈敏度高，信噪比低，壽命20~100年Drexler染料/聚酯信噪比高（60dB），壽命大于10年KodakAu/介質(zhì)層/反射層預(yù)刻槽，預(yù)格式用Au膜記錄前后透過率變化的物質(zhì)來記錄信息，靈敏度高，穩(wěn)定性好，壽命大于10年Burroughs光學(xué)涂膜公司Sb2Se3/玻璃或Sb2-Se3/Te/玻璃板用膜層透過率變化記錄信息，靈敏度高，信噪比大Sony顯微針狀結(jié)構(gòu)（Si或Ge）對顯微針狀組織局部熔融形成高反平面，靈敏度高，信號反差0.8，均勻性差Bell實(shí)驗(yàn)室非晶態(tài)氫化半導(dǎo)體（Si或Ge）非晶態(tài)氫化硅：低功率下形成氣泡區(qū)，高功率下燒蝕成孔。非晶態(tài)氫化鍺：激光作用下呈海綿狀多孔區(qū)，化學(xué)穩(wěn)定性好Bell實(shí)驗(yàn)室非晶態(tài)硅/銠/基板激光加熱Si、Rh相互作用，形成高反射率貴金屬硅化物顯微標(biāo)記，靈敏度低IBM實(shí)驗(yàn)室非碲系記錄介質(zhì)的性質(zhì)記錄膜層和光盤結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)研制單位Au或59不可擦除介質(zhì)的光記錄形式主要是燒蝕和鼓泡兩類，其優(yōu)點(diǎn)是具有永久性記錄，記錄的信號不因外界環(huán)境或偶然的誤操作而消失。不可擦除介質(zhì)的光記錄形式主要是燒蝕和鼓泡兩類，其優(yōu)點(diǎn)是具有永602、可擦除的光記錄材料

可擦除型光記錄材料按記錄信號的不同機(jī)理分為態(tài)變形、相變形、磁光型和光致變色型四種。

2、可擦除的光記錄材料可擦除型光記錄材料按記錄信號的不同機(jī)61（1）態(tài)變形材料這類材料主要是一些不成化學(xué)計(jì)量比的氧化物，如MoOx、SbOx、TeOx、GeOx等。用這類材料制成的薄膜在光輻照和熱作用下光透過率大幅度下降。

加熱時(shí)各種氧化物記憶薄膜的透過率變化（1）態(tài)變形材料這類材料主要是一些不成化學(xué)計(jì)量比的氧化物，如62（2）相變形材料

相變光盤是用相變材料的光致晶態(tài)←→非晶態(tài)轉(zhuǎn)變進(jìn)行記錄的。當(dāng)用激光進(jìn)行掃描時(shí)，材料融融后急劇冷卻而變成非晶態(tài)時(shí)進(jìn)行信號記錄；材料達(dá)到結(jié)晶溫度而變成晶態(tài)時(shí)則進(jìn)行信號消除。主要有硫系半導(dǎo)體薄膜和一些低熔點(diǎn)合金材料，如TeOx、MoOx、SbOx等金屬氧化物或半金屬化合物薄膜、GeTeSb薄膜、TnSbTe薄膜、Ag-ZnAg-Al-Cu之類的二元或三元合金等。（2）相變形材料相變光盤是用相變材料的光致晶態(tài)←→非晶態(tài)轉(zhuǎn)63可擦除記錄介質(zhì)記錄膜層和光盤結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)研制單位TeOx(x=1.1)含少量Ga,In,Sb用8mW半導(dǎo)體激光器記錄、擦除，非晶相→晶相轉(zhuǎn)換記錄信息，光斑尺寸0.8μm,可擦106次，信噪比55dB松下SiO2/a-Te/SiO2/Al非晶相→晶相轉(zhuǎn)換記錄信息，記錄功率4~8mW，信噪比35~40dBRCAAs-Se-S-Ge非晶相→晶相轉(zhuǎn)換記錄信息，氬激光記錄，氦氖激光讀出，YAG激光或紅外燈擦除日本武藏野通信研究所可擦除記錄介質(zhì)記錄膜層和光盤結(jié)構(gòu)主要特點(diǎn)研制單位TeOx(x64(3)磁光型材料

用磁光型記錄材料做成的光盤稱為磁光盤，它是利用磁光效應(yīng)來記錄的。磁光記錄再生原理是磁光盤用激光對矯頑力大的垂直磁化膜進(jìn)行部分加熱，使磁化反向，通過這種反向部分組合把信息記錄在磁性膜上。讀出信息是借助磁性克爾效應(yīng)的反射光或者法拉第效應(yīng)透過光的偏光面旋轉(zhuǎn)獲得的。(3)磁光型材料用磁光型記錄材料做成的光盤稱為磁光盤，它是65高密度磁光盤需要高靈敏、高密度、可擦除的光記錄介質(zhì)。良好的磁光記錄材料應(yīng)該具有高矯頑力的垂直磁化膜、大的磁光克爾效應(yīng)或法拉第效應(yīng)、物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、缺陷或晶界等的介質(zhì)噪音源小、低的居里溫度(250—300℃以下)等待性。主要的磁光記錄材料有鐵柘榴石單晶膜，MnBi、PtCo等多晶膜和稀土過渡金屬非晶膜等三大類，高密度磁光盤需要高靈敏、高密度、可擦除的光記錄介質(zhì)。良好的磁66磁光記錄材料及特性類別材料記錄方式ΘkΘF制造方法單晶膜(BiGdLuSm)3(FeAl)5O12Tc~2.00°液相外延(BiSmEr)3(FeGa)5O12Tc~2.00°液相外延CoTbYb)3(FeGa)5O12Tc~2.00°液相外延非晶膜GdCOTcomp1.80°濺射TbFeTc(140℃)0.30°1.30°濺射DyFeTc(70℃)0.25°濺射GdFeBiTc(180℃)0.41°濺射GdTbFeTc(165℃)0.40°濺射TbDyFeTc(70℃)0.25°濺射磁光記錄材料及特性類別材料記錄方式ΘkΘF制造方法單(BiG67類別材料記錄方式ΘkΘF制造方法多晶膜MnBi,高溫相Tc(360℃)0.70°~2.00°蒸發(fā)MnBi,低溫相Tc(180℃)~2.00°蒸發(fā)MnCuBiTc(200℃)0.50°蒸發(fā)PtCoTc(390℃)~2.00°濺射其它TbFeDyTcomp0.05°濺射BiSmErGaIGeTc(140℃)0.02°液相外延類別材料記錄方式ΘkΘF制造方法多MnBi,高溫相Tc(3668(4)光致變色型材料

用激光重復(fù)著色、脫色的光致變色化合物做的，可用不同波長的激光來改變其顏色進(jìn)行讀取和改寫。用于光盤的光致變色材料是一些無色光致變色型硫系玻璃。如As2S3、As2Se3、AsSeGe等和有機(jī)光致變色化合物，如二烯馬來酸二甲基衍生物、俘精酸酐、螺吡喃和偶氮苯等。(4)光致變色型材料用激光重復(fù)著色、脫色的光致變色化合物做69五、光盤材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

光盤材料主要用于制造光盤。光盤的應(yīng)用已深入到極其廣泛的領(lǐng)域，首先是應(yīng)用于娛樂方面的小型唱盤格放機(jī)及電視光盤系統(tǒng)。激光唱盤、影碟等產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于家庭中。另外，光盤還可以用作商品介紹，用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，用于提供專利檢索，用于文獻(xiàn)存檔等等許多領(lǐng)域。五、光盤材料的應(yīng)用及發(fā)展趨勢光盤材料主要用于制造光盤。光盤70光盤今后將重點(diǎn)研究方向新型可擦除光盤的記錄材料。在數(shù)據(jù)密度方面今后若干年內(nèi)可望提高到3—9倍。隨著半導(dǎo)體激光束高精度伺服技術(shù)的日趨成熟，可擦除式磁光記錄成為引入注目的重要技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景。目前磁光盤的主要弱點(diǎn)是平均存取時(shí)間長(約為磁盤的2—3倍)，且不能直接重寫。今后將進(jìn)—步研制磁光效應(yīng)強(qiáng)、居里溫度低、信噪比高、熱穩(wěn)定件好和易于制作的新型磁光記錄材料，從而滿足以直接重寫、高速傳輸為重點(diǎn)的磁光存儲技術(shù)要求。光盤今后將重點(diǎn)研究方向新型可擦除光盤的記錄材料。在數(shù)據(jù)密度方71電子俘獲型材料是把A、B兩類稀土元素?fù)饺雺A土硫化物晶體中形成兩個(gè)局域雜質(zhì)能帶R帶和T帶：R帶位于價(jià)帶VB上～2．5eV處，它與VB間允許躍遷，T帶位于R帶以下～

1．5eV處，它與VB間禁止躍遷。堿土硫化物的能隙寬4—5eV。寫入信息時(shí)，用480nm(hw=2.5ev)波長的激光使價(jià)帶電子激發(fā)到R帶，并很快被陷阱T所俘獲(a→b→c)。信息擦除是用20nm(hw=1.5ev)的近紅外光激發(fā)陷阱中的電子到R帶再返回基態(tài)VB，并發(fā)出hw2光(d→e→f)，由于不存在熱疲勞，故寫→擦可無限次循環(huán)。讀出信息時(shí)，只要用較低功率的激光hw2，使陷阱T帶的電子返回基態(tài)．并發(fā)出hw3讀出光束，它是利用發(fā)光原理讀出信息，與相變和磁光型材料不同。近來還研究開發(fā)了電子俘獲型和光化學(xué)開孔型光記錄材料。電子俘獲型材料是把A、B兩類稀土元素?fù)饺雺A土硫化物晶體中形成72abcfde電子俘獲型材料的能帶結(jié)構(gòu)E/eV01234λ?ω2?ω2?ω3'?ω2'?ω1RTVBabcfde電子俘獲型材料的能帶結(jié)構(gòu)E/eV01234λ?ω73光化學(xué)開孔型（PHB)材料是利用材料中分子吸收光能從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)并生成光致化合物，使均勻光帶上出現(xiàn)開空缺口，形成一個(gè)按掃描激光的頻率分布構(gòu)成的頻率維布儲空間，使原來的二維光班變成一個(gè)三維存儲空間，其存儲密度對比二維存儲密度高103—104倍。光化學(xué)開孔型材料由主體和客體兩部分組成，主體為高聚物、無機(jī)溶劑或低溫玻璃態(tài)物質(zhì)，客體是光活性有機(jī)分子或無機(jī)色心材料。

光化學(xué)開孔型（PHB)材料是利用材料中分子吸收光能從基態(tài)躍遷74概論光信息存儲技術(shù)是在激光光源出現(xiàn)以后開始發(fā)展起來的，由于它具有信息存儲密度高(比磁盤高幾百倍)，易于快速隨機(jī)存取，能存儲圖像與數(shù)字兩種信息等優(yōu)點(diǎn)，從20世紀(jì)70年代初展露頭角以來，得到世界各國的普遍重視。鈣鈦礦錳氧化物----巨磁電阻材料，用于高密度記錄讀出磁頭，使器件小型化、廉價(jià)化。概論光信息存儲技術(shù)是在激光光源出現(xiàn)以后開始發(fā)展起來的，由752007年10月，法國科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和德國科學(xué)家彼得·格林貝格爾因分別獨(dú)立發(fā)現(xiàn)巨磁阻效應(yīng)而共同獲得2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。一臺1954年體積占滿整間屋子的電腦，和一個(gè)如今非常普通、手掌般大小的硬盤。正因?yàn)橛辛诉@兩位科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)，單位面積介質(zhì)存儲的信息量才得以大幅度提升。目前，根據(jù)該效應(yīng)開發(fā)的小型大容量硬盤已得到了廣泛的應(yīng)用。司空見慣的筆記本電腦、MP3、U盤等消費(fèi)品，居然都閃爍著耀眼的科學(xué)光芒。

2007年10月，法國科學(xué)家阿爾貝·費(fèi)爾和德國科學(xué)家彼得·格76光信息存儲技術(shù)有全息存儲和逐點(diǎn)存儲兩種類型。全息存儲是利用全息照相原理將信息存儲在記錄介質(zhì)中，讀出時(shí)通過光電探測器將光信號再轉(zhuǎn)變成電信號輸出。逐點(diǎn)存儲是通過受信號調(diào)制的激光束與記錄介質(zhì)相互作用時(shí)產(chǎn)生的狀態(tài)變化(如熔化、相變)逐點(diǎn)記錄信號的，讀出時(shí)再用激光束投射到記錄介質(zhì)表面，從反射光的強(qiáng)度變化中讀出信息。全息存儲所用的記錄介質(zhì)稱為全息材料，逐點(diǎn)存儲所用的記錄介質(zhì)對應(yīng)于磁盤而被稱為光盤材料。光信息存儲技術(shù)有全息存儲和逐點(diǎn)存儲兩種類型。772．1全息材料全息成像過程是利用光的干涉和衍射現(xiàn)象，在照相干板或膠片上以干涉條紋形式把圖像記錄下來，然后以光照射這種干板，就能以立體形式再現(xiàn)物體的原來圖像。由于它記錄了物體的全部信息(振幅和相位)，所以稱為全息照相術(shù)(Holography)

2．1全息材料全息成像過程是利用光的干涉和衍射現(xiàn)象，在照相干781．基本原理

全息照相述的基本原理1．基本原理全息照相述的基本原理792．全息過程的數(shù)學(xué)描述

R(xR，yR，zR)xyzO(x0，y0，z0)O(x，y，0)Or0I0rRIRH幾何分析圖2．全息過程的數(shù)學(xué)描述R(xR，yR，zR)xyzO(x80全息圖的分類由相干光產(chǎn)生的全息圖二維全息圖吸收性全息圖菲涅爾全息圖透射型全息圖非漫射性物體全息圖漫射性物體全息圖反射型全息圖漫射性物體全息圖傅立葉變換全息圖用透鏡的傅立葉變換全息圖不用透鏡的傅立葉變換全息圖位相型全息圖三維全息圖靠吸收系數(shù)變化制成的全息圖透射型全息圖反射型全息圖靠折射率變化制成的全息圖透射型全息圖反射型全息圖二、全息圖的分類全息圖的分類由相干光產(chǎn)生的全息圖二維全息圖吸收性全息圖菲涅爾81薄全息圖亦稱平面全息圖，它的記錄介質(zhì)的厚度比所記錄的條紋間隔要小；厚全息圖亦稱體積全息圖，其記錄介質(zhì)的厚度等于或大于所記錄的條紋間隔。一般用Q來衡量。λ——照明光波的波長；n——記錄材料的折射率

d——記錄材料的厚度；A——被記錄到的條紋的間隔。一般把Q＞10的全息圖看作體積全息圖，而把其余情況下的全息圖看作平面全息圖。薄全息圖亦稱平面全息圖，它的記錄介質(zhì)的厚度比所記錄的條紋間隔82全息圖包可根據(jù)再現(xiàn)照明波的衍射機(jī)理進(jìn)行分類。在振幅型全息圖中，干涉圖記錄到的是記錄介質(zhì)發(fā)生的密度變化，而當(dāng)再現(xiàn)時(shí)，照明光波的振幅就被進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)制；而在位相全息圖中，被加在再現(xiàn)照明波上的是相位調(diào)制。全息圖包可根據(jù)再現(xiàn)照明波的衍射機(jī)理進(jìn)行分類。在振幅型全息圖中83三、全息材料的特征值

1、曝光量H2、衍射效率η3、靈敏度和光譜靈敏度

4、分辨率三、全息材料的特征值1、曝光量H841、曝光量H曝光量表示在全息材料表面上單位面積所接受的光能多少，它等于光強(qiáng)度與曝光時(shí)間的乘積，用下式表示H=Φt式中H—曝光量（mJ/cm2）；Φ—光強(qiáng)度[單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的能量（mJ/cm2·s）]；t—曝光時(shí)間（s）。1、曝光量H曝光量表示在全息材料表面上單位面積所接受的光能85

2、衍射效率η

衍射效率η等于總的有效成像光強(qiáng)度Φ衍射與用來照明全息圖的總光強(qiáng)度Φ入射之比，即η=Φ衍射/Φ入射表2-2各類全息圖的最大理論衍射效率值全息類型薄型透射全息圖厚型透射全息圖厚型反射全息圖調(diào)制方式振幅型位相型振幅型位相型振幅型位相型衍射效率0.06250.3390.0371.0000.0721.0002、衍射效率η衍射效率η等于總的有效成像光強(qiáng)度Φ衍射與用863、靈敏度和光譜靈敏度靈敏度是指全息材料在接受光的作用后，其反應(yīng)的靈敏程度。在全息技術(shù)中，材料的靈敏度φ用下式表示式中η—衍射效率；V—曝光強(qiáng)度的條紋反襯度；H—平均曝光量。在獲得相同衍射效率的情況下，所需的V值和Hm值越小時(shí)越靈敏。每種全息材料都有一波長的紅限，波長大于紅限的光不能與材料起光化學(xué)反應(yīng)；另外每種全息材料都有它自己的吸收帶，在吸收帶內(nèi)的波長才能起光化學(xué)反應(yīng)，這就是光譜靈敏度。3、靈敏度和光譜靈敏度靈敏度是指全息材料在接受光的作用后，其874、分辨率全息材料的分辨率是指它所能記錄的光強(qiáng)空間調(diào)制的最小周期，其單位是cy/mm。分辨率并不完全取決于全息材料本身，還與全息圖種類、記錄夾角等因素有關(guān)。

反射全息圖記錄介質(zhì)的分辨率參、物光束的入射角Θ0°30°60°90°記錄介質(zhì)的分辨率/(cy·mm-1)>4802>4535>3946>36164、分辨率全息材料的分辨率是指它所能記錄的光強(qiáng)空間調(diào)制的最小88四、全息材料的種類全息記錄介質(zhì)分類分類記錄過程調(diào)制方式重復(fù)使用存儲時(shí)間鹵化銀乳膠還原為金屬銀光密度改變否永久重鉻酸鹽明膠光致交聯(lián)折射率改變否永久光致抗蝕劑形成有機(jī)酸、光致交聯(lián)或光致聚合表面浮雕否永久光致聚合物光致聚合折射率改變或表面浮雕否永久光導(dǎo)熱塑料形成帶電場的靜電潛像，產(chǎn)生熱塑料變形表面浮雕可永久光致變色材料一般是光誘導(dǎo)出新的吸收帶光密度改變或折射率改變可幾分鐘或幾個(gè)月光折邊材料光感應(yīng)出折射率場折射率變化可永久四、全息材料的種類全息記錄介質(zhì)分類分類記錄過程調(diào)制方式重復(fù)使891、鹵化銀乳膠鹵化銀乳膠是將顆粒很細(xì)的(0．1—2μm)鹵化銀混合彌散在明膠中，再加一定的敏化劑制成。常見的銀鹽干板是由乳膠層、底層、玻璃板和防光暈層組成。最大優(yōu)點(diǎn)是靈敏度比其他材料高，并可成為全色。它的光譜靈敏度在藍(lán)光的紫外光譜區(qū)域，常在乳劑表面吸附一層對長波光譜區(qū)有吸收的染料，使鹵化銀乳劑的感光靈敏度擴(kuò)展到長波區(qū)域。鹵化銀乳膠的缺點(diǎn)是分辨率不高，噪聲大和容易引起光散射。1、鹵化銀乳膠鹵化銀乳膠是將顆粒很細(xì)的(0．1—2μm)鹵化90鹵化銀乳膠型號厚度/μm靈敏波長/nm曝光量/(μJ·cm-2)極限分辨率/(cy·mm-1)天津I型6~763330>3000天津II型6~769433>3000HP633P10633~300>4000Kodak649F6~17全色80>3000Kodak1205600~70042>3000Agfa8E706633（全色）203000Agfa8E756694（全色）20>3000Agfa10E756694（全色）50~2500鹵化銀乳膠型號厚度/μm靈敏波長/nm曝光量/(μJ·cm-912．重鉻酸鹽明膠重鉻酸鹽明膠是將明膠溶液加入少量的重鉻酸鹽溶液配制而成，是一種重要的全息材料。重鉻酸鹽明膠的光化學(xué)過程為：溶解在明膠中的重鉻酸鹽是感光敏化劑，當(dāng)曝光時(shí)，由于光的吸收作用，使Cr6+變?yōu)镃r3+，而Cr3+與明膠分子起反應(yīng)，引起交聯(lián)使明膠硬化。接著在水中洗掉未曝光的重鉻酸鹽部分，在異丙醇中快速脫水干燥，使曝光部分的折射率提高，成為高衍射效率的位相全息圖。2．重鉻酸鹽明膠重鉻酸鹽明膠是將明膠溶液加入少量的重鉻酸鹽溶92重鉻酸鹽明膠材料的優(yōu)點(diǎn)是分辨率高和衍射效率高，幾乎接近于理論值。重鉻酸鹽明膠的缺點(diǎn)是感光度低，而且靈敏波長在藍(lán)光部分。如果要用633nm波長還需要加其他的染料敏化，常用的染料有亞甲基藍(lán)和亞甲基綠。重鉻酸鹽明膠的另一缺點(diǎn)是全息圖經(jīng)醇脫水后，乳膠面呈現(xiàn)白色，即產(chǎn)生“白膜”(milkwhite)。

重鉻酸鹽明膠材料的優(yōu)點(diǎn)是分辨率高和衍射效率高，幾乎接近于理論93白膜的形成機(jī)理溶于熱水中的低分子量明膠和較能旋轉(zhuǎn)的明膠分子長支鏈或交聯(lián)度低的明膠分子的長端鏈，經(jīng)不良溶劑脫水后收縮成較緊縮無規(guī)線團(tuán)沉積在明膠表面上。這種線團(tuán)的直徑與可見光波長屬同一數(shù)量級時(shí)，就會散射入射光而呈乳白色，即形成白膜。

白膜的形成機(jī)理溶于熱水中的低分子量明膠和較能旋轉(zhuǎn)的明膠分子長943．光導(dǎo)熱塑料是一種浮雕型位相全息記錄材料。這種材料是在玻璃片基上鍍上透明的導(dǎo)電膜，再在上面徐布厚度為2—3μm的光電導(dǎo)體和厚度約為1μm的熱塑性塑料而構(gòu)成的。3．光導(dǎo)熱塑料是一種浮雕型位相全息記錄材料。這種材料是在玻95―――――――――++++++++++++++(a)++++++――――――(b)正電荷使帶電負(fù)電荷熱塑性塑料膠片光電導(dǎo)體玻璃片基玻璃片基電流再次帶電發(fā)熱發(fā)生軟化玻璃片基+++++++++++++――――――光光(C)++++++玻璃片基j經(jīng)流動面形成凹坑(d)光導(dǎo)熱塑材料的記錄原理―――――――――+++++++++++++96進(jìn)行曝光前，在光導(dǎo)熱塑料上裝上電極，當(dāng)用4—8kv的電壓使之產(chǎn)生電暈放電后，就使熱塑性塑料帶電并具有感光性能。然后在材料上曝光，同時(shí)使電流流到片基的透明電極上，當(dāng)發(fā)熱到60℃左右時(shí)，利用其產(chǎn)生的熱量使熱塑性塑料變軟。再使柔軟的熱塑性塑料表面帶電，依靠靜電力可使塑料產(chǎn)牛與曝光量相應(yīng)的變形，光導(dǎo)熱塑料可以擦除后重復(fù)使用，擦除的方法是適當(dāng)?shù)募訜?，恢?fù)到原來的情況后冷卻。進(jìn)行曝光前，在光導(dǎo)熱塑料上裝上電極，當(dāng)用4—8kv的電壓使之97光導(dǎo)熱塑料作為全息材料的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)是對可見光敏感，干法顯影，適合于實(shí)時(shí)觀察；衍射效率高，能重復(fù)使用。缺點(diǎn)是分辨率較低(＜2000cy／mm)，高質(zhì)量薄膜制造很困難。光導(dǎo)熱塑料作為全息材料的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是對可見光敏感，干法顯影984．光致抗蝕劑(photoresist)光致抗蝕劑是用于制造集成電路或超大規(guī)模集成電路的材料。把光致抗蝕劑以幾微米的厚度涂布在玻璃支持體上制成干板，曝光之后通過顯影，沒有曝光部分的抗蝕劑就被溶解掉，產(chǎn)生浮雕像。光致抗蝕劑分為負(fù)性和正性光致抗蝕劑兩種。

4．光致抗蝕劑(photoresist)光致抗蝕劑是用于制造99負(fù)性光致抗蝕劑是指那些光交聯(lián)型光敏樹脂，如聚肉桂酸酪型、雙疊氮——環(huán)化橡膠型等，它是在曝光的地方吸收光，變得不溶解，顯影后未曝光部分被溶解掉。正性光致抗蝕劑是指那些光分解型光敏樹脂，如鄰醌偶氮型等，它是曝光部分被溶解掉。光致抗蝕劑是一種位相型全息材料，其優(yōu)點(diǎn)是衍射效率高，分辨率在1000cy／mm左右。缺點(diǎn)是感光度很低，如用448nm的氬離子激光器記錄，曝光量約為2000J／cm2。負(fù)性光致抗蝕劑是指那些光交聯(lián)型光敏樹脂，如聚肉桂酸酪型、雙疊100光致抗蝕劑型號厚度/μm靈敏波長/nm曝光量/(mJ·cm-2)極限分辨率/(cy·mm-1)ShipleyAZ-1350(正)<1.0UV~500100(441nm)>1500ShipleyAZ-111(正)1.0UV~5001ⅹ10-6(441nm)<1000KodakKAR3(正)~1.0315~46520(400nm)>1500KodakKPR(負(fù))1.0260~46520(400nm)400KodakKOR（負(fù)）~1.0250~550500(488nm)~1000KodakKMER(負(fù))1.0290~48510(400nm)250KodakKTER(負(fù))0.8290~48510(400nm)400光致抗蝕劑型號厚度/μm靈敏波長/nm曝光量/(mJ·cm-101用于全息存儲時(shí)，無機(jī)光致變色材料多于有機(jī)材料。優(yōu)點(diǎn)是不需顯影，而且可以用熱或光的方式擦除后重復(fù)使用。缺點(diǎn)是靈敏度較低，存儲信息時(shí)間短。5．光致變色材料用于全息存儲時(shí)，無機(jī)光致變色材料多于有機(jī)材料。5．光致變色材102材料記錄過程調(diào)制方式厚度/μm分辨率/(cy·mm-1)存儲時(shí)間無機(jī)材料:CaF2:La，NaCaF2:Ce，Na離子（電子）俘獲光致密度改變100~800300~900>2000幾分鐘~幾天SrTiO3:Ni,Mo,AlCaTiO3:Ni,Mo離子（電子）俘獲光致密度改變100~1000100~800>2000幾分鐘~幾天LiNbO3:Fe,Mn離子（電子）俘獲光致密度改變5000>2000幾小時(shí)鹵化銀硼硅酸鹽玻璃還原為金屬銀顆粒光致密度改變100~6000>2000幾天~幾個(gè)月有機(jī)材料：水楊叉-苯胺光致密度改變<20>3300茋（C6H5CH:CHC6H5)折射率改變2000甲基萘折射率改變1000~20002000幾天光致變色材料材料記錄過程調(diào)制方式厚度/μm分辨率/(cy·mm-1)存儲1036．光致聚合物光致聚合物作為全息材料的基本原理是由于光的作用，使小分子或單體被聚合成大分子或聚合物，使材料在曝光前后產(chǎn)生折射率差。

光致聚合物型號厚度/μm靈敏波段/nm曝光量/(mJ·cm-2)極限分辨率/(cy·mm-1)DuPont3~150350~55020~30（在空氣中）2~3（在氮?dú)庵校?000PMMA~1000UV100ⅹ1035000Hughes5~15633,514,530,488,441(加敏化劑)4~53000RCA~100500100030006．光致聚合物光致聚合物作為全息材料的基本原理是由于光的作用104光致聚合物由單體材料，如丙烯酸、內(nèi)烯腈、苯乙烯和光敏劑、交聯(lián)劑等組分組成。光致聚合物的靈敏度比光致抗蝕劑和光致變色材料的高，分辨率可達(dá)到3000cy/mm。其優(yōu)點(diǎn)是干顯影和快速處理，可以得到高分辨率的全息圖。當(dāng)曝光充足時(shí)，可長期保存。光致聚合物由單體材料，如丙烯酸、內(nèi)烯腈、苯乙烯和光敏劑、交聯(lián)1057．光折變材料光折變材料是能吸收外來光而產(chǎn)生材料內(nèi)載流子的遷移，由此形成一個(gè)空間載流子的重新分布和相應(yīng)的電場，通過電光效應(yīng)，使材料的折射率受到調(diào)制的材料。材料中產(chǎn)生光折變效應(yīng)的必要條件是：①能生成可移動的載流子；②對光有吸收；③能傳輸載流子；④有能捕獲載流子的勢阱；⑤有一定的電光系數(shù)，對于有機(jī)分子要求有二階非線性光學(xué)性質(zhì)。7．光折變材料光折變材料是能吸收外來光而產(chǎn)生材料內(nèi)載流子的遷106光折變材料的種類電光晶體，如BaTi05、KNbO3、LiNb03、LiTaO3

非鐵電氧化物，如Bi12(Si，Ce，TiO20)等半導(dǎo)體化合物，如GeAs、InP、CdTe等光折變聚合物，如DMNPAA／PVK／ECZ/TNF體系光折變材料的種類電光晶體，如BaTi05、KNbO3、LiN107五、應(yīng)用

光全息存儲材料已分別在干涉計(jì)量、材料與元件的無損探傷、制作防偽商標(biāo)以及圖書資料的高密度存儲等方面得到實(shí)際應(yīng)用。另外，還可做成全息光學(xué)元件，如全息透鏡、全息光柵、全息空間濾波器、分束器等，由于全息光學(xué)元件重量輕、性能好，用它裝配整機(jī)，可以使整機(jī)的重量減輕許多。

五、應(yīng)用光全息存儲材料已分別在干涉計(jì)量、材料1082.2光盤材料光盤是新一代記錄媒質(zhì)，與塑料軟盤、固定磁盤和磁帶相比，它具有記錄密度高、非接觸、可靠性高和使用壽命長等特點(diǎn)。光盤可作為計(jì)算機(jī)的檔案庫或數(shù)據(jù)庫的文字存儲器，能將正文、圖形圖表和語言等信息編寫統(tǒng)一的數(shù)字信號再進(jìn)行存取。光盤所用的材料稱光盤材料，是一種具有記錄（寫入）、存儲和讀出功能的材料。光盤材料有光盤基板材料和光記錄材料兩部分組成。2.2光盤材料光盤是新一代記錄媒質(zhì)，與塑料軟盤、固定磁盤和109光信息材料課件110激光束通過調(diào)制器受輸入信號調(diào)制，成為載有信息的激光脈沖。經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)、偏振分束棱鏡和λ/4波片導(dǎo)入大數(shù)值孔徑物鏡，在光盤介質(zhì)表面匯聚成成直徑小于1μm光斑。激光束與介質(zhì)相互作用后，在介質(zhì)表面蝕成孔或形成相變，以此記錄信息（介質(zhì)表面激光作用區(qū)與未受激光作用區(qū)，形成某一物理性質(zhì)有顯著差別的兩個(gè)狀態(tài)，如反射率差別、折射率差別、透射率差別，這兩個(gè)狀態(tài)被分別定義為“1”和“0”）。當(dāng)物鏡沿徑向移動，光盤在轉(zhuǎn)臺上旋轉(zhuǎn)時(shí)，在光盤表面形成螺旋狀或同心圓信息軌道。用小功率激光束反射強(qiáng)度的變化經(jīng)調(diào)制后還原所記錄的信息。激光束通過調(diào)制器受輸入信號調(diào)制，成為載有信息的激光脈沖。經(jīng)光111光盤采用的七種光記錄形式示意圖(a)襯底是燒蝕凹坑式，即通過激光加熱可在記錄膜上產(chǎn)生凹坑記錄信息，這類記錄介質(zhì)多為碲、鉍、鍺、硒等元素及其合金薄膜。光盤采用的七種光記錄形式示意圖(a)襯底是燒蝕凹坑式，即通過112(b)襯底所示的記錄介質(zhì)是采用兩種不同材料的薄膜構(gòu)成，如金屬銠膜和非晶硅膜層，在激光照射處這兩種材料相互作用可形成合金，以此記錄信息。(b)襯底所示的記錄介質(zhì)是采用兩種不同材料的薄膜構(gòu)成，如金屬113(c)襯底為絨面--鏡面結(jié)構(gòu)，激光照射處，絨面薄膜被熔化可形成一個(gè)小的平坦區(qū)域（鏡面），以此記錄信息。(c)襯底為絨面--鏡面結(jié)構(gòu)，激光照射處，絨面薄膜被熔化可形114(d)襯底所示的記錄介質(zhì)是一種有微小顆粒組成的膜層，在激光作用下這些微粒重新結(jié)合形成較大的顆粒，以此記錄信息。(d)襯底所示的記錄介質(zhì)是一種有微小顆粒組成的膜層，在激光作115襯底(e)為起泡式記錄，這種光記錄介質(zhì)由兩層不同材料的膜層構(gòu)成，下面一層為易汽化的聚合物薄膜，上面—層為高熔點(diǎn)的金屬薄膜，諸如金膜或鉑膜在激光照射處可形成氣泡記錄信息。襯底(e)為起泡式記錄，這種光記錄介質(zhì)由兩層不同材料的膜層構(gòu)116襯底晶相非晶體(f)所示的光記錄薄膜為相變型材料，激光照射處記錄薄膜可由晶相轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷嘤涗浶畔?。襯底晶相(f)所示的光記錄薄膜為相變型材料，激光照射處記錄薄117襯底非晶態(tài)1非晶態(tài)2(g)態(tài)變型材料，這種材料在激光照射下始終保持非晶相，只是非晶相的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了細(xì)微變化，導(dǎo)致薄膜的光學(xué)參數(shù)發(fā)生改變來記錄信息。襯底非晶態(tài)1(g)態(tài)變型材料，這種材料在激光照射下始終保持非118

二、光盤分類及結(jié)構(gòu)

光盤按功能分為可擦除光盤和不可擦除光盤兩種。不可擦除光盤又有只讀型(ROM)和一次寫入多次讀出型(WORM)兩種。光盤結(jié)構(gòu)有多種形式。已商品化的不可擦除光盤結(jié)構(gòu)有單層膜型、三層膜消反射型和空氣‘夾心餅”型三種。

二、光盤分類及結(jié)構(gòu)光盤按功能分為可擦除光盤和不可擦除光盤119(1)單層膜型采用玻璃或聚氯乙烯基板，表面蒸鍍蹄合金膜，激光輻射燒蝕合金膜，形成反射率突變的凹坑，實(shí)現(xiàn)信號寫入。薄金屬膜基板記錄凹坑單層膜型光盤結(jié)構(gòu)(1)單層膜型采用玻璃或聚氯乙烯基板，表面蒸鍍蹄合金膜，激光120(2)三層膜消反射型

在基板材料上蒸鍍?nèi)龑幽?，截面設(shè)汁成消反射結(jié)構(gòu)，幾乎能完全吸收入射光。透明涂層使三層膜免受塵埃、擦傷等影響。SiO2熱阻擋層改善了光—熱轉(zhuǎn)換效率。激光輻射燒蝕薄金屬膜使反射層暴露。透明涂層SiO2熱阻擋層SiO2熱阻擋層金屬層透明絕緣層反射層膠層基板三層膜三層膜消光反射光盤結(jié)構(gòu)(2)三層膜消反射型在基板材料上蒸鍍?nèi)龑幽?，截面設(shè)汁成消反121(3)空氣“夾心餅”型

由兩張各自鍍有一層靈敏的蹄合金薄膜的PMMA盤片組成，用兩個(gè)墊圈在信息帶的內(nèi)外徑處隔開，將薄膜密封在“夾心餅”結(jié)構(gòu)中。在薄膜上面用激光加工微孔，寫入情息。記錄介質(zhì)環(huán)形隔圈空腔基板空氣“夾心餅”式光盤結(jié)構(gòu)(3)空氣“夾心餅”型由兩張各自鍍有一層靈敏的蹄合金薄膜的122三、光盤基板材料光盤對基板材料的主要要求是：透光性好，很小的雙折射性，良好的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，基板上的記錄膜不發(fā)生剝離，價(jià)格便宜。光盤基板材料主要有無機(jī)材料和高分了材料兩大類。三、光盤基板材料光盤對基板材料的主要要求是：透光性好，很小的123無機(jī)材料有金屬(如鋁、鋁合金)、Al2O3和玻璃等。金屬基板價(jià)格便宜、堅(jiān)固耐磨。但是它會影響光磁性能，因而不適用于制作磁光盤。玻璃基板具有良好的光學(xué)特性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和壽命長等優(yōu)點(diǎn)。高分子基板材料以聚甲基丙烯酸甲酪(PMMA)和聚碳酸酯(PC)為主流，其次是環(huán)氧樹脂和聚烯烴樹脂(PO)，以及乙烯酸樹脂、紫外線硬化樹脂等。結(jié)晶高分子能產(chǎn)生很強(qiáng)的雙折射性使光的透過率降低，因而要使用非晶高分子材料作光盤基板。無機(jī)材料有金屬(如鋁、鋁合金)、Al2O3和玻璃等。金屬基板124光盤基板材料基板材料PCPMMAPO環(huán)氧樹脂乙烯酸樹脂紫外線硬化樹脂玻璃基板制作方法注射成型注射成型注射成型2P法熱硬化整體成型光硬化整體成型2P法光學(xué)性能折射率1.581.491.551.511.541.511.51透過率/830nm87~90929393>9092>90雙折射/830nm20~3020<20<51~22<1光彈性率（mm2·kg-1）71ⅹ10-56ⅹ10-56ⅹ10-5504ⅹ10-610ⅹ10-53ⅹ10-5熱特性玻璃化溫度/℃140~15090~100155125148140~540熱變形溫度/℃13290~105136135135150-熱膨脹系數(shù)（室溫~60℃

）/K-18ⅹ10-58ⅹ10-57ⅹ10-54~7ⅹ10-56.9ⅹ10-58ⅹ10-50.3~0.2ⅹ10-5熱導(dǎo)率/(4.184J·K-1·cm-1)4.6ⅹ10-44.8ⅹ10-44.0ⅹ10-44.5ⅹ10-4--2ⅹ10-3光盤基板材料基板材料PCPMMAPO環(huán)氧樹脂乙烯酸樹脂紫外125表續(xù)

基板材料PCPMMAPO環(huán)氧樹脂乙烯酸樹脂紫外線硬化樹脂玻璃基板制作方法注射成型注射成型注射成型2P法熱硬化整體成型光硬化整體成型2P法機(jī)械性能比重1.201.191.051.191.201.132.5表面硬度（鉛筆硬度）B2H2H~2H-2H>9H拉伸強(qiáng)度/MPa58.843.254.9---78.5~88.3埃左沖擊強(qiáng)度/J·m-19.8~19.615.7-15.7---其它飽和吸水率（室溫）%0.342.00.010.3~1.00.550.70透濕率/g·m-2·(24h)-13.62.8-2.5--0表續(xù)基板材料PCPMMAPO環(huán)氧樹脂乙烯酸樹脂紫外線硬化126四、光記錄材料光記錄材料是光盤材料的核心，在理論上應(yīng)該具有高靈敏度(數(shù)毫瓦量級記錄功率)、高分辨率(＞1000cy/mm)、高信噪比、隨錄隨放功能(具有實(shí)時(shí)記錄特性)、高的抗缺陷性以及使用壽命長等性能。四、光記錄材料光記錄材料是光盤材料的核心，在理論上應(yīng)該具有高1271.不可擦除的光記錄材料①所記錄的比特尺寸應(yīng)足夠小，約為1μm；②記錄能量適中；③記錄和非記錄區(qū)信號對比度大；④介質(zhì)噪聲?。虎萁橘|(zhì)物理化學(xué)性能穩(wěn)定，信息存儲壽命長。1.不可擦除的光記錄材料①所記錄的比特尺寸應(yīng)足夠小，約為1μ128不可擦除的光記錄材料的種類很多，包括有元素金屬或其合金，如Au、Pt、Cr、Bi、Cu及Pb等；元素半導(dǎo)體，如Te、Si、Ge、Se、S和它們之間或其他元素如As、In、0、H、C等所形成的合金；還有染料／聚合物等都可以做記錄介質(zhì)。在上述材料中，以蹄(Te)為主要成分的膜材料最引人注日，因此可將這類材料簡單地分為碲系記錄材料和非碲系記錄材料兩種。不可擦除的光記錄材料的種類很多，包括有元素金屬或其合金，如A129碲系記錄材料包括碲和碲系合金，碲碳混合物和碲的低價(jià)氧化物等。這類材料由于具有記錄密度高(5xl07位／cm2)，信號輸入速度快(50兆位／s)，信息位價(jià)格低(每位10-8美分)，位出錯(cuò)率低(10-6)，信噪比高(50dB)，快速隨機(jī)存取(1s左右)，半永久性存儲壽命(10年以上)，與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)方便等優(yōu)點(diǎn)。成為第一代不可擦除光盤介質(zhì)的主流。碲系記錄材料包括碲和碲系合金，碲碳混合物和碲的低價(jià)氧化物等。130