光學數(shù)據(jù)存儲的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于記錄并且獲取光學可讀數(shù)據(jù)的方法和設備采用記錄介質(zhì)(100)，該記錄介質(zhì)(100)包括能夠在存在具有第一特性(諸如，第一光學頻率)的光學輻射時誘導介質(zhì)的性質(zhì)變化的光學活性材料(108)，并且其中，性質(zhì)變化可以由具有第二特性(諸如，第二光學頻率)的光學輻射來抑制。在記錄期間，記錄介質(zhì)(100)的區(qū)域用具有第一特性的第一束(506)光學輻射來照射，該束在所照射區(qū)域的中心部分內(nèi)具有引起記錄介質(zhì)的性質(zhì)的光學誘導變化的足夠強度和足夠持續(xù)時間。同時，用具有第二特性的第二束(508)光學輻射來照射記錄介質(zhì)(100)的該區(qū)域，第二束在所照射區(qū)域的中心部分內(nèi)具有局部強度最小值，并且在所照射區(qū)域的鄰近中心部分的至少一部分中具有足以抑制記錄介質(zhì)的性質(zhì)的光學誘導變化的局部強度最大值。類似方法被用于獲取，然而，降低第一束(506)的強度以防止記錄介質(zhì)(100)內(nèi)的材料性質(zhì)的變化。
【專利說明】
光學數(shù)據(jù)存儲的方法和系統(tǒng)
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及基于利用合適記錄介質(zhì)的物理性質(zhì)使用光場(例如，激光)記錄并且獲 取(retrieve)信息的類型的數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)。本發(fā)明更特別地設及適于在大型數(shù)據(jù)中屯、等中 使用的非常高密度的存儲系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 光學存儲媒體是W光學可讀方式存儲數(shù)據(jù)使得可W例如由集成在拾音器 (pickup)中的激光器和光檢測器來讀取數(shù)據(jù)的媒體。當代商業(yè)光學存儲媒體包括單層和雙 層DVDW及藍光光盤，其中，記錄和回放基于控制或檢測從介質(zhì)（即，光盤）內(nèi)的反射層返回 的光。在運些單層和雙層DVDW及藍光光盤中，最高數(shù)據(jù)存儲容量由雙層藍光光盤來實現(xiàn)， 雙層藍光光盤可W包含多達大約50千兆字節(jié)的信息。然而，例如在非常大的數(shù)據(jù)中屯、中的 新興應用在未來將要求甚至更高密度存儲，W最小化數(shù)據(jù)存儲所要求的物理空間W及用于 維護并操作運種數(shù)據(jù)中屯、的能量要求。
[0003] 用于增加存儲密度的一種技術是利用存儲介質(zhì)的所有Ξ個維度（即，通過在介質(zhì) 內(nèi)在不同深度處存儲附加數(shù)據(jù)）。雙層DVD和藍光光盤是該技術的示例，并且允許數(shù)據(jù)在兩 個離散記錄層中的獨立存儲，兩個離散記錄層被層壓在圓盤結(jié)構(gòu)內(nèi)且通過調(diào)整激光束焦點 被存取。可該方式結(jié)合到記錄介質(zhì)中的不連續(xù)層的數(shù)量受物理特性（例如，重量和厚 度)限制，并且深度維度中的數(shù)據(jù)密度還受層的物理間距限制。
[0004] 用于增加存儲密度的第二種技術是改進存儲系統(tǒng)的光學分辨率。按照慣例，光學 數(shù)據(jù)存儲的分辨率受光的衍射性質(zhì)限制。較高密度可W通過增加光學器件的數(shù)值孔徑或減 小用于寫入/讀取的光源的波長(即，增加頻率)來實現(xiàn)。然而，在任何情況下，難W形成小于 寫入束的一半波長的記錄特征尺寸，或相反地難W檢測小于讀取束的一半波長的特征。
[0005] 近來，已經(jīng)開發(fā)了采用寫入束的特殊偏振狀態(tài)或物鏡的后孔徑處的瞳孔函數(shù)被切 趾(apodise)的遠場超分辨率記錄方法。然而，運些方法不能實現(xiàn)50納米W下的分辨率。另 夕h使用運些方法的位順序記錄本質(zhì)上很慢，并且因此，限制數(shù)據(jù)吞吐量。
[0006] 因此，用于超高密度光學數(shù)據(jù)存儲的最期望特性是用于記錄和再現(xiàn)的高光學分辨 率(利用塊狀記錄介質(zhì)的所有Ξ個維度的能力（即，不需要由不同材料層壓單獨的離散記錄 層））和高數(shù)據(jù)吞吐量。存在對能夠跨運些關鍵準則實現(xiàn)優(yōu)越性能的改進光學數(shù)據(jù)存儲方法 和系統(tǒng)的持續(xù)需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 在一個方面中，本發(fā)明提供了一種記錄光學可讀數(shù)據(jù)的方法，所述方法采用所提 供的記錄介質(zhì)，該記錄介質(zhì)包括能夠在存在具有第一特性的光學福射時誘導所述介質(zhì)的性 質(zhì)變化的光學活性材料，并且其中，所述性質(zhì)變化能夠由具有第二特性的光學福射來抑制， 所述方法包括：
[000引用具有所述第一特性的第一束光學福射照射所述記錄介質(zhì)的區(qū)域，所述束在所照 射區(qū)域的中屯、部分內(nèi)具有引起所述記錄介質(zhì)的性質(zhì)的光學誘導變化的足夠強度和足夠持 續(xù)時間；W及
[0009] 同時用具有所述第二特性的第二束光學福射來照射所述記錄介質(zhì)的所述區(qū)域，所 述第二束在所照射區(qū)域的所述中屯、部分內(nèi)具有局部強度最小值，并且在所照射區(qū)域的鄰近 中屯、部分的至少一部分中具有足W抑制所述記錄介質(zhì)的所述性質(zhì)的光學誘導變化的局部 強度最大值。
[0010] 本發(fā)明的實施方式有利地能夠通過抑制由第一束的中屯、斑周圍的第二束光學福 射限定的區(qū)域中的記錄介質(zhì)的性質(zhì)變化來實現(xiàn)超過通常衍射極限的增強分辨率。結(jié)果是表 示所存儲的信息狀態(tài)的記錄介質(zhì)中的性質(zhì)變化，該性質(zhì)變化小于將在僅第一束的衍射極限 處實現(xiàn)的性質(zhì)變化，即，結(jié)果是更高分辨率。
[0011] 在另一個方面中，本發(fā)明提供了一種光學地讀取存儲在記錄介質(zhì)中的數(shù)據(jù)的方 法，記錄介質(zhì)包括與所記錄的數(shù)據(jù)對應的所述介質(zhì)的性質(zhì)變化在一個或更多個區(qū)域中已被 誘導的光學活性材料，其中，性質(zhì)變化可經(jīng)由所述介質(zhì)對具有第一特性的光學福射的響應 來檢測，并且其中，所述介質(zhì)的所述響應可W由具有第二特性的光學福射來抑制，所述方法 包括：
[0012] 用具有所述第一特性的第一束光學福射照射所述記錄介質(zhì)的區(qū)域，所述第一束在 所照射區(qū)域的中屯、部分內(nèi)具有引起所述響應的足夠強度和足夠持續(xù)時間，但是不具有引起 所述記錄介質(zhì)的性質(zhì)的光學誘導變化的足夠強度和持續(xù)時間；
[0013] 同時用具有所述第二特性的第二束光學福射來照射所述記錄介質(zhì)的所述區(qū)域，所 述第二束在所照射區(qū)域的所述中屯、部分內(nèi)具有局部強度最小值，并且在所照射區(qū)域的鄰近 所述中屯、部分的至少一部分中具有足W抑制所述介質(zhì)對所述第一束光學福射的所述響應 的局部強度最大值；W及
[0014] 檢測所述介質(zhì)在所照射區(qū)域的所述中屯、部分內(nèi)是否呈現(xiàn)對所述第一束光學福射 的所述響應。
[0015] 與本發(fā)明的記錄方面相同，讀取方面的實施方式能夠通過抑制在第一束光學福射 的中屯、斑緊鄰周圍的區(qū)域中的材料響應的機制來實現(xiàn)更高分辨率。
[0016] 在一些實施方式中，第一特性和第二特性包括不同光學頻率。在其它實施方式中， 第一特性和第二特性包括不同偏振狀態(tài)。在還有的進一步實施方式中，第一特性和第二特 性包括不同光學脈沖寬度。
[0017] 在本發(fā)明的實施方式中，第一束光學福射具有高斯形強度分布。如將被光學領域 中的技術人員理解的，高斯形束具有衍射受限空間分辨率。因此，例如，如果第一束源自具 有800納米波長的光源，則將期望大約400納米的最大分辨率。
[0018] 在一些實施方式中，第二束具有環(huán)形強度分布。環(huán)形強度分布例如可W通過聚焦 具有拉蓋爾-高斯模式的圓形偏振束或用于產(chǎn)生"甜甜圈"形狀的角向偏振束來獲得。
[0019] 有利地，通過第一束和第二束的空間疊加 W及它們的相對強度的適當控制，預期 光學存儲的分辨率可W被改進到50納米W下。
[0020] 在一些實施方式中，第二束被形成為提供Ξ維中空強度分布。運例如可W通過具 有拉蓋爾-高斯模式的圓偏振束(或具有拓撲電荷的頂點相位)和在束的中屯、具有同屯心相 移的圓偏振束的組合來實現(xiàn)W形成中空形狀。中空籠形可W通過聚焦在束的中屯、具有同屯、 η相移的圓偏振束來產(chǎn)生。
[0021] 有利地，第二束的Ξ維中空強度分布可W被用于在第一束的中屯、焦點周圍的Ξ維 空間中抑制寫入期間的性質(zhì)變化或抑制讀取期間的響應。運使得能夠在不需要形成物理分 層記錄結(jié)構(gòu)的情況下W沿著所有維度的可比較分辨率在塊狀記錄材料的全部Ξ個維度中 記錄信息狀態(tài)。
[0022] 第一束和第二束可W從脈沖或連續(xù)波(CW)光源來產(chǎn)生。
[0023] 在一些實施方式中，第一束和第二束包括多個平行束。例如，束的瞳孔函數(shù)可W被 設計為在焦平面中創(chuàng)建多焦陣列。具有與第一束對應的高斯形焦斑的多焦陣列與具有與第 二束對應的中空或環(huán)形焦斑的多焦陣列的疊加有利地使得能夠用增加的數(shù)據(jù)傳送率進行 并行記錄/再現(xiàn)。
[0024] 在一些實施方式中，第一束和第二束的偏振狀態(tài)被布置并且疊加 W創(chuàng)建任何期望 的Ξ維偏振取向。有利地，運使得能夠在記錄介質(zhì)內(nèi)的相同空間位置處在寫入束的偏振狀 態(tài)下對多個信息狀態(tài)編碼。
[0025] 在本發(fā)明的讀取方面的實施方式中，指示變化后性質(zhì)的材料響應是寬帶光學福 射/憐光。從而，可W通過例如使用光檢測器來檢測介質(zhì)響應于第一束和第二束的施加是否 發(fā)射福射來讀取所記錄的信息狀態(tài)。
[0026] 在另一方面中，本發(fā)明提供了一種光學數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)設備，該光學數(shù)據(jù)記錄和 再現(xiàn)設備包括：
[0027] 托架，該托架被構(gòu)造為保持記錄介質(zhì)，該記錄介質(zhì)包括光學活性材料，所述光學活 性材料能夠在存在具有第一特性的光學福射時誘導所述介質(zhì)的性質(zhì)變化并且產(chǎn)生指示所 述變化后性質(zhì)的材料響應，并且其中，所述性質(zhì)變化和指示變化后性質(zhì)的所述響應可W由 具有第二特性的光學福射來抑制；
[0028] 第一光源，該第一光源被構(gòu)造為控制具有所述第一特性的發(fā)射福射；
[0029] 第一成像系統(tǒng)，該第一成像系統(tǒng)被構(gòu)造為使從所述第一光源發(fā)射的第一束光學福 射可控制地聚焦到所述記錄介質(zhì)的區(qū)域上，其中，所述光學福射在所述第一束的中屯、部分 內(nèi)具有最大強度；
[0030] 第二光源，該第二光源被構(gòu)造為可控制地發(fā)射具有所述第二特性的福射；
[0031] 第二成像系統(tǒng)，該第二成像系統(tǒng)被構(gòu)造為使從所述第二光源發(fā)射的第二束光學福 射可控制地聚焦到所述記錄介質(zhì)的所述區(qū)域上，其中，所述光學福射在所述第二束的中屯、 部分內(nèi)具有局部強度最小值，并且在所述第二束的鄰近其中屯、部分的至少一部分中具有局 部強度最大值;W及
[0032] 控制器，該控制器被構(gòu)造為控制至少所述第一光源、所述第一成像系統(tǒng)、所述第二 光源W及所述第二成像系統(tǒng)，W用從所述第一光源發(fā)射的第一所選強度的光學福射并且用 從所述第二光源發(fā)射的第二所選強度的光學福射同時照射所述托架中保持的記錄介質(zhì)的 所選區(qū)域，W將數(shù)據(jù)選擇性地記錄到所述記錄介質(zhì)或從所述記錄介質(zhì)選擇性地讀取數(shù)據(jù)。
[0033] 在一些實施方式中，至少第一成像系統(tǒng)包括調(diào)制器，所述調(diào)制器可控制為選擇性 地阻擋第一束照射記錄介質(zhì)。有利地，調(diào)制器可W被控制為確定介質(zhì)中是否記錄信息狀態(tài) 的變化和/或是否讀出介質(zhì)中存儲的任何信息狀態(tài)。
[0034] 在本發(fā)明的實施方式中，所述控制器被構(gòu)造為控制至少所述第一光束的強度，W 在所述記錄和再現(xiàn)設備的寫入和讀取操作之間進行選擇。例如，相對高強度可w用于寫入 操作，而較低強度可W用于讀取操作。
[0035] 在一些實施方式中，記錄介質(zhì)包括圓盤，并且托架包括被構(gòu)造用于穩(wěn)固安裝圓盤 的屯、軸，所述屯、軸由具有可控速度的電動機致動W使得能夠控制圓盤的角速度。第一成像 系統(tǒng)和第二成像系統(tǒng)還可W被構(gòu)造為使得能夠例如通過焦斑的光學和/或機械定位來徑向 平移記錄介質(zhì)的所選區(qū)域。在一些實施方式中，圓盤記錄介質(zhì)包括徑向設置的可檢測追蹤 元件(諸如反射元件、金屬元件或磁元件），W在平移或追蹤期間提供成像系統(tǒng)的閉環(huán)反饋 機制。特別地，在一些實施方式中，該設備包括聯(lián)接到服務器控制器的至少一個追蹤元件傳 感器，服務器控制器被構(gòu)造為保持成像系統(tǒng)相對于圓盤的徑向位置。
[0036] 在一些實施方式中，第一成像系統(tǒng)和第二成像系統(tǒng)被構(gòu)造為產(chǎn)生多個平行光束。 而且，在一些實施方式中，第一成像系統(tǒng)和第二成像系統(tǒng)均包括被定位成使得能夠選擇性 地形成多個平行光束的空間調(diào)制器。
[0037] 在一些實施方式中，托架和/或成像系統(tǒng)被構(gòu)造為使得記錄介質(zhì)的所選區(qū)域能夠 位于記錄介質(zhì)內(nèi)的可控深度處。例如，第一束和第二束的焦斑可W經(jīng)由光學定位和機械定 位中的一個或兩者可控制地定位在記錄介質(zhì)內(nèi)的任何位置處。
[0038] 在一些實施方式中，指示變化后性質(zhì)的所述材料響應是寬帶光學福射/憐光，并且 所述設備還包括光檢測器，所述光檢測器被構(gòu)造為在由所述第一束和所述第二束對所述記 錄介質(zhì)進行照射期間和/或之后檢測所發(fā)射福射/憐光的所述存在。
[0039] 在另一個方面中，本發(fā)明提供了一種光學數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，該光學數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)包 括：
[0040] 具體實現(xiàn)本發(fā)明的多個光學數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)設備；
[0041] 多個記錄媒體，該多個記錄媒體與每個光學數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)設備相關聯(lián)，每個記 錄介質(zhì)能夠被選擇性地裝載到所關聯(lián)的光學數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)設備的所述托架；W及
[0042] 存儲控制器，該存儲控制器被構(gòu)造為接收用于記錄和獲取所述存儲系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù) 的請求，識別完成所接收的請求要求的所述系統(tǒng)內(nèi)的記錄媒體，使得所要求的記錄媒體被 裝載到每個所關聯(lián)的光學數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)設備，并且使得所關聯(lián)的光學數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)設 備完成用于完成所接收的請求要求的記錄操作和/或獲取操作。
[0043] 在另一方面中，本發(fā)明提供了一種包括多層的記錄介質(zhì)，其中，至少一層包括外保 護層，并且至少一個其它層包括能夠在存在具有第一特性的光學福射時誘導所述介質(zhì)的性 質(zhì)變化并且產(chǎn)生指示變化后性質(zhì)的材料響應的光學活性材料，并且其中，所述性質(zhì)變化和 指示變化后性質(zhì)的所述響應可W由具有第二特性的光學福射來抑制。
[0044] 在一些實施方式中，記錄介質(zhì)包括圓盤。
[0045] 進一步地，記錄介質(zhì)可W包括設置在光學活性材料的相反面上的至少兩個保護 層。
[0046] 根據(jù)一個實施方式，所述光學活性材料包括轉(zhuǎn)變可W由具有所述第一特性的光學 福射誘導的第一激發(fā)狀態(tài)，并且其中，所述記錄介質(zhì)的所述性質(zhì)變化由當處于所述第一激 發(fā)狀態(tài)時具有所述第一特性的光學福射的吸收產(chǎn)生。因此，在運樣的實施方式中，光學活性 材料可期望地具有大非線性吸收系數(shù)。
[0047] 此外，在本發(fā)明的實施方式中，具有所述第二特性的光學福射的存在誘導從所述 第一激發(fā)狀態(tài)的快速轉(zhuǎn)變，從而抑制所述介質(zhì)的所述性質(zhì)變化。
[0048] 本發(fā)明的實施方式可W采用光學活性材料，所述光學活性材料包括含有乙締基； 苯基;或幾基的共輛體系中的具有豐富離域電子的有機共輛分子。對于從第一激發(fā)狀態(tài)經(jīng) 由吸收誘導的光物理/化學反應，本發(fā)明的實施方式采用包括基(諸如酷胺基;幾基;醋基； 或胺基)的光學活性材料。
[0049] 在本發(fā)明的實施方式中，指示變化后性質(zhì)的所述材料響應是由第一激發(fā)狀態(tài)到基 態(tài)的衰減實現(xiàn)的寬帶光學福射/憐光，在運種情況下，材料有利地呈現(xiàn)具有相當大量子產(chǎn)率 (例如，大于10%的量子產(chǎn)率)的光致發(fā)光過程。本發(fā)明的實施方式中的合適材料包括具有 用于記錄介質(zhì)中的工作分子的大共輛η軌道的那些材料，W增強第二束抑制第一束的動作 的功能且增加從第二激發(fā)狀態(tài)到基態(tài)的光子誘導轉(zhuǎn)變率。用于本發(fā)明的實施方式的分子候 選包括：香豆素及其衍生物；嚷噸酬及其衍生物；甲酬及其衍生物；環(huán)戊酬 (cyclopentanome)及其衍生物;或若丹明及其衍生物。
[0050] 在一些實施方式中，所述光學活性材料層的厚度足W允許多個信息存儲內(nèi)部層。
[0051] 在一些實施方式中，記錄介質(zhì)包括具有徑向設置的可檢測追蹤元件的追蹤層。合 適追蹤元件包括W下中的一個或更多個:磁追蹤元件;光學追蹤元件；金屬追蹤元件；W及 物理追蹤元件(諸如凹陷或槽）。
[0052] 本發(fā)明的進一步特征、益處W及應用將從示例性實施方式的W下描述清楚，示例 性實施方式被提供W給予技術人員本發(fā)明的實施方式的性質(zhì)和操作的更全面理解，但不應 被認為將本發(fā)明的范圍限于W上陳述中的任一項中所述的或所附權(quán)利要求中定義的本發(fā) 明范圍。
【附圖說明】
[0053] 現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的實施方式，在附圖中，相同附圖標記是指相同特征， 并且其中：
[0054] 圖1示出了具體實現(xiàn)本發(fā)明的圓盤形記錄介質(zhì)；
[0055] 圖2示出了針對光學活性材料的能級圖，示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的記錄 操作和讀取操作；
[0056] 圖3示出了針對另選光學活性材料的能級圖，示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的 記錄操作和讀取操作；
[0057] 圖4是示意性地示出具體實現(xiàn)本發(fā)明的第一光束和第二光束的束和焦斑形式的視 圖；
[0058] 圖5是具體實現(xiàn)本發(fā)明的光學數(shù)據(jù)記錄和讀取設備的框圖；
[0059] 圖6是由圖5的控制器實現(xiàn)的示例性記錄/讀取控制算法的流程圖；
[0060] 圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于并行記錄和讀取的結(jié)構(gòu)的視圖；
[0061] 圖8是示出了具體實現(xiàn)本發(fā)明的抑制束功率與特征尺寸之間的關系的圖表；
[0062] 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的將單束記錄與雙束記錄進行比較的掃描 電子顯微鏡(SEM)圖像；W及
[0063] 圖10是示出了具體實現(xiàn)本發(fā)明的包括光學驅(qū)動器的光學存儲陣列系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0064] 如圖1所示，具體實現(xiàn)本發(fā)明的圓盤形記錄介質(zhì)100包括多個層，如橫截面102所 示。圓盤100W常規(guī)方式具有用于容納用于使圓盤旋轉(zhuǎn)的屯、軸的中屯、孔。上保護層104包括 具有與一個或更多個記錄層108匹配的折射率的耐磨基板，所述一個或更多個記錄層108包 括能夠在存在具有第一特性的光學福射時誘導介質(zhì)的性質(zhì)變化并且產(chǎn)生指示變化后性質(zhì) 的材料響應的光學活性材料，并且其中，性質(zhì)變化和指示變化后性質(zhì)的響應可W由具有第 二特性的光學福射來抑制。
[0065] 在于此描述的特定實施方式中，如下面參照圖2和圖3更詳細描述的，第一特性和 第二特性是光學頻率(即，光子能）。
[0066] 還提供下保護層106。
[0067] 在所示的構(gòu)造中，組合的第一激光束和第二激光束110從上方照射圓盤100。上保 護層104對運兩個束是透明的。在操作中，如下面更詳細描述的(特別參照圖4)，束被聚焦在 記錄層108內(nèi)的區(qū)域上。通過適當?shù)乜刂频谝皇偷诙男问胶蛷姸?，可W在記錄層108 內(nèi)誘導性質(zhì)變化，W對所存儲的信息進行編碼。所存儲的信息還可W通過檢測具有變化后 性質(zhì)的區(qū)域，再次由雙束110的參數(shù)的適當控制來讀取。
[0068] 記錄層108可W包括在圓盤100內(nèi)W徑向間距設置的標記112。標記可W具有使得 讀取和寫入設備能夠沿著徑向追蹤激光束110的位置的光學可檢測性質(zhì)。另外，示例性圓盤 100包括由磁材料的準確定位同屯、環(huán)組成的磁追蹤層114，同屯、環(huán)可W由磁探針116來檢測， 由此伺服系統(tǒng)可W被用于校正圓盤在操作期間的漂移和/或移動。
[0069] 圖2示出了具體實現(xiàn)本發(fā)明的適于在媒體的記錄層108中使用的光學活性材料的 能級圖。材料可W擁有特定物理和/或化學特性，使得性質(zhì)變化可W由具有第一特性的光學 福射來誘導，并且其中，性質(zhì)變化可W由具有第二特性的光學福射來抑制。圖2中所示的能 級圖表示示例性材料，其中，第一特性是第一光學頻率(或光子能），并且第二特性是不同光 學頻率(或光子能）。
[0070] 材料的樣本最初由能級圖200來表示。材料中的分子具有第一基態(tài)202和第一激發(fā) 態(tài)204,從基態(tài)202至激發(fā)態(tài)204的轉(zhuǎn)變在存在足夠強度的光場中被誘導，并且具有與激發(fā)態(tài) 204與基態(tài)202之間的能量差對應的光學頻率。
[0071] 材料中的分子具有相對于激發(fā)態(tài)204具有對應第二能差的第二基態(tài)206。在存在足 夠強度的第二光場且具有與激發(fā)態(tài)204與基態(tài)206之間的能差對應的頻率時，將誘導從激發(fā) 態(tài)204至基態(tài)206的快速轉(zhuǎn)變，隨后將衰減至第一基態(tài)202。
[0072] 因此，在存在第二光場(還稱為"抑制場"）時，不發(fā)生材料的性質(zhì)變化。然而，在存 在足夠強度的第一光場(還稱為"記錄場"）時，并且不存在抑制場時，分子可W在較長時間 段內(nèi)保持在激發(fā)態(tài)204。在該狀態(tài)內(nèi)，來自記錄場的光子的進一步吸收可能引起材料的光物 理/化學變化，引起材料的特性能級的變化。圖208中示出了變化后材料的示例性能級。
[0073] 光學改性材料具有新第一基態(tài)210和新的對應激發(fā)態(tài)212,所述新的對應激發(fā)態(tài) 212具有與第一光場頻率對應的能差。新第二基態(tài)214存在于比新激發(fā)態(tài)212低與抑制場頻 率對應的量的能級。因此，在存在抑制場時，激發(fā)態(tài)212是短壽命的。然而，在不存在抑制場 時，激發(fā)態(tài)是長壽命的，并且可W在衰減回基態(tài)210、基態(tài)214或另一個更低能級時呈現(xiàn)光致 發(fā)光?？蓋檢測所得到的光致發(fā)光，w識別改性材料的存在。
[0074] 因此，如將理解的，具有第一光學頻率的第一光場可W用于誘導材料變化，該材料 變化隨后可W再次通過將材料暴露至第一光場中被識別。然而，在存在抑制場時，該性質(zhì)變 化可W被抑制。通過控制兩個場之間的強度比，可W控制兩個材料狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，從而可 W用于在記錄層108內(nèi)對信息進行編碼。
[0075] 為了使上述機制有效，光學活性材料可W具有W下性質(zhì)。第一，它可W包含具有大 吸收系數(shù)的分子。例如，大非線性吸收系數(shù)可期望用于在所有Ξ個維度中記錄，W使得能夠 進行從基態(tài)202至激發(fā)態(tài)204的轉(zhuǎn)變。合適材料的示例包括在包含乙締基、苯基或幾基的共 輛體系中的具有豐富離域電子的有機共輛分子。
[0076] 第二，材料可W根據(jù)激發(fā)態(tài)204誘導光物理/化學反應。例如，有機分子可W包括一 些活性基(諸如酷胺基、幾基、醋基或胺基）。
[0077] 第Ξ，激發(fā)態(tài)204可W衰減至的基態(tài)202或基態(tài)206,伴隨有光致發(fā)光過程(諸如巧 光），其可W為此目的具有充足量子，例如，大于百分之十。在運一點上，可W要求針對記錄 介質(zhì)中的工作分子的大共輛巧九道，W增強抑制場的功能，并且增加從激發(fā)態(tài)212至基態(tài)202 的光子誘導轉(zhuǎn)變率。為了滿足運些準則，分子候選包括香豆素及其衍生物、嚷噸酬及其衍生 物、甲酬及其衍生物、環(huán)戊酬及其衍生物或若丹明及其衍生物。
[0078] 圖3示出了具體實現(xiàn)本發(fā)明的另選光學活性材料的能級圖。材料包括由能圖300、 302表示的兩種類型的分子，一種為引發(fā)劑，并且另一種為抑制劑。在存在記錄場時，引發(fā)劑 分子可W從基態(tài)304轉(zhuǎn)變至激發(fā)態(tài)306,并且然后衰減至Ξ重態(tài)308。另外，在存在抑制場時， 抑制劑分子可W從基態(tài)310轉(zhuǎn)變至激發(fā)態(tài)312,并且衰減至Ξ重態(tài)314。
[0079] 在不存在處于Ξ重態(tài)314的抑制劑分子時，針對處于Ξ重態(tài)308的抑制劑分子，光 子的進一步吸收可能引起材料的光物理/化學變化，引起包括基態(tài)318、激發(fā)態(tài)320W及第二 基態(tài)322的修正能級，如能級圖316所示。將注意的是，具有能級316的改性材料的檢測可W W與具有圖2中所示的能級208的改性材料相同的方式來執(zhí)行。
[0080] 當抑制劑分子被激發(fā)至Ξ重態(tài)314時，抑制劑分子可W形成將防止材料的性質(zhì)轉(zhuǎn) 變的化學反應物種(諸如自由基）。例如，激發(fā)后的抑制劑可W通過活性自由基產(chǎn)生過程來 引起聚合或解聚合，W進行傳送。為了獲得足夠的抑制效率，抑制劑可W具有用于高量子產(chǎn) 率的反應物種的Ξ重態(tài)。而且，反應物種可W僅與處于Ξ重態(tài)314的能級的抑制劑反應，并 且其產(chǎn)品可W從Ξ重態(tài)314的能級產(chǎn)生。
[0081] 為了滿足所有上述準則，引發(fā)劑例如可W是甲酬及其衍生物或環(huán)戊酬及其衍生 物，而抑制劑可W是二硫化物及其衍生物。
[0082] 圖4是示意性地示出了具體實現(xiàn)本發(fā)明的第一（即，記錄或讀取)光束和第二（即， 抑制)光束的束和焦斑形式的視圖。第一束402使用分束器406與第二束404組合，并且組合 束經(jīng)由成像系統(tǒng)408來聚焦。因此，兩個束同時被聚焦在記錄介質(zhì)(諸如圓盤100)的記錄層 108內(nèi)的所選區(qū)域上。
[0083] 如圖4中的表的第一列410中所示出的，第一束在中屯、部分內(nèi)具有強度最大值，并 且在所示示例中產(chǎn)生大體扁球形式的焦斑。
[0084] 如圖4中的表的列412中所示的，第二束可W被形成為在中屯、區(qū)域內(nèi)具有局部強度 最小值，并且在該區(qū)域周圍具有大致環(huán)形強度輪廓。另選地，如列414中所示，第二束可W被 形成為在聚焦區(qū)周圍的Ξ個維度中產(chǎn)生大致中空強度分布。通常，第二束的期望特性是在 所照射區(qū)域的中屯、部分內(nèi)具有局部強度最小值，并且在所照射區(qū)域的鄰近中屯、部分的至少 一部分中具有局部強度最大值。
[0085] 因此，第一束到記錄介質(zhì)的所選區(qū)域的施加可W引起焦斑附近的材料性質(zhì)的記錄 或讀出。例如環(huán)形或Ξ維中空區(qū)域形式的抑制場的存在通過引起周圍區(qū)域內(nèi)的相關過程的 抑制來限制記錄或讀出在其上發(fā)生的體積。因此，總的說來，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的雙束 操作可W引起記錄和讀出的提高分辨率，因此可W引起顯著增加的數(shù)據(jù)存儲密度。
[0086] 第一束402的形式可W是具有衍射受限空間分辨率的常規(guī)高斯輪廓。第二束404的 環(huán)形形式可W通過聚焦具有拉蓋爾-高斯模式的圓形偏振束或取向角偏振束來獲得，W產(chǎn) 生"甜甜圈"形狀。中空居中形式(例如，如列414中所示)可W通過組合具有拉蓋爾-高斯模 式(或具有拓撲電荷的頂點相位)的圓形偏振束和在束的中屯、具有同屯心相移的圓偏振束來 形成。中空籠形可W通過聚焦在束的中屯、具有同屯、η相移的圓筒形偏振束來產(chǎn)生。
[0087] 圖5是具體實現(xiàn)本發(fā)明的光學數(shù)據(jù)記錄和讀取設備的框圖。運種設備共同已知為 光學驅(qū)動器或簡稱為驅(qū)動器。
[008引光學驅(qū)動器500包括被構(gòu)造為保持記錄介質(zhì)（即，光盤100)的托架502。托架502包 括被構(gòu)造用于經(jīng)由中屯、孔穩(wěn)固安裝圓盤的屯、軸，該屯、軸由具有可控速度的電動機來致動， W使得能夠控制圓盤的角速度。
[0089] 激光源504包括穿過第一成像系統(tǒng)510和第二成像系統(tǒng)512的第一光源506和第二 光源508。成像系統(tǒng)510、512參照圖4W上述方式來布置，W產(chǎn)生所期望的第一束形狀和第二 束形狀分別用于記錄/讀取和抑制。反射鏡514和分束器516用于組合第一束和第二束。然 后，組合束由反射鏡518和透鏡519經(jīng)由圖5的簡單框圖中表示的追蹤機構(gòu)或光學頭聚焦到 記錄介質(zhì)100的所選區(qū)域上。追蹤系統(tǒng)至少可控制W相對于圓盤100徑向移動，W使得能夠 選擇特定軌道用于記錄/讀取。
[0090] 伺服系統(tǒng)520連接到探針116,并且包括反饋環(huán)路100,反饋環(huán)路100可W用于W足 夠精度保持期望旋轉(zhuǎn)和追蹤速度，W向圓盤100的期望區(qū)域記錄和從圓盤100的期望區(qū)域讀 取。
[0091] 在讀取操作期間，響應于所施加的光場從圓盤100發(fā)射的光經(jīng)由追蹤光學器件 519、518被返回，并且從分束器522反射到檢測系統(tǒng)524。檢測系統(tǒng)524可W包括光敏檢測器 和解調(diào)所讀取信息的解調(diào)器。在光敏檢測器之前使用巧光通濾波器(fluorescence pass filter) W拒絕噪聲和剩余激光束。
[0092] 驅(qū)動器500的組件（即，激光源504、伺服系統(tǒng)520、追蹤系統(tǒng)518、519、W及檢測系統(tǒng) 524)在電子控制器526的控制下操作，該電子控制器526通常包括微處理器、合適程序設計 W及用于在驅(qū)動器500的組件之間發(fā)送和接收控制信號的其它電子組件。
[0093] 記錄和回放的進一步性質(zhì)和參數(shù)可W基于現(xiàn)有光學存儲技術(諸如DVD和藍光光 盤技術）。例如，調(diào)制技術(8至16調(diào)制）可W應用于對記錄到圓盤100上的數(shù)據(jù)進行編碼。為 了確認跨整個圓盤媒體的恒定吞吐量和恒定數(shù)據(jù)密度，恒定線性速度(CLV)操作例如可W W60m/sec的速度用于記錄和讀取。經(jīng)受最小讀取和寫入周期時間，吞吐量可W通過增加 CLV被改進。用于位記錄的吞吐量是Τ =化V/d，其中，CLV是系統(tǒng)中使用的恒定線性速度，并 且d是單個位的長度（即，在物理圓盤100上/中）。
[0094]如下面參照圖7更詳細描述的，驅(qū)動器能夠并行記錄和讀取。因此，可W增加記錄 和讀取吞吐量。在應用并行寫入之后，整體數(shù)據(jù)記錄吞吐量是Tdrive = pXT，其中，P是并行記 錄的位的數(shù)量。
[00M] 如圖1和圖5所示，采用磁追蹤層114和探針116的磁伺服系統(tǒng)用于對在記錄和讀取 期間的旋轉(zhuǎn)圓盤的走離(walk-off)的超高精度校正。伺服系統(tǒng)可W包括讀取頭、微致動器 W及數(shù)字控制電路。伺服系統(tǒng)的主要任務是檢測位置誤差信號并且校正位置誤差。探針116 由微致動器來操作，并且位于具有磁軌道槽(如圖1所示的，在追蹤層114中）的圓盤表面附 近。頭的位置通過讀取在軌道槽中預編碼的位置信號來確定，運產(chǎn)生用于校正光學頭518、 519的位置的位置誤差信號。數(shù)字控制電路用于控制微致動器，傳送位置信號并且使伺服系 統(tǒng)的取樣率與光學記錄和讀取系統(tǒng)協(xié)調(diào)?；趤碜运欧到y(tǒng)的位置信號，用于驅(qū)動光學頭 的致動器能夠W超高精度(例如，在30nmW下)調(diào)整激光束的相對位置。
[0096] 在另選實施方式(未示出）中，可W采用光學伺服系統(tǒng)。光學伺服系統(tǒng)包括四象限 光檢測器、散光光學器件W及差分電路。例如W658nm波長操作的伺服激光器恒定地聚焦在 圓盤100中形成的槽結(jié)構(gòu)上。然后，所反射的伺服激光束在穿過由一對圓形和圓筒形透鏡組 成的散光光學器件后攜帶圓盤的走離信息。四象限光檢測器可W感測反射束的形狀變化。 四象限光檢測器生成四個信號(A、B、CW及D)。差分電路可W使用運四個信號判斷走離的狀 態(tài)、屯、軸速度、追蹤誤差W及聚焦誤差信號。通過把四個信號加起來(A+B+C+D)產(chǎn)生RF信號。 根據(jù)RS信號的頻率，可W確定屯、軸的速度。徑向聚焦誤差可W由（A+C-B-D)/(A+B+C+D)來測 量，其被稱為聚焦誤差信號。橫向聚焦誤差(追蹤誤差信號)可W由(A+B-C-D)/(A+B+C+D)來 測量。對應電流將被施加到控制光學頭的致動器，W調(diào)整頭的物鏡519相對于圓盤的軸向和 橫向軌道位置的相對位置。
[0097] 圖6示出了可W在控制器526內(nèi)實現(xiàn)的示例性記錄/讀取控制算法的簡化流程圖 600。在寫入或讀取的情況下，第一步驟是激活602伺服系統(tǒng)并且執(zhí)行604檢測算法，所述檢 測算法確認存在具有適當追蹤標記的圓盤。如果沒有圓盤存在606,則報告608誤差。
[0098] 在決策點610處，該算法根據(jù)請求讀取數(shù)據(jù)操作還是記錄數(shù)據(jù)操作沿著另選路徑 進行。在讀取數(shù)據(jù)612的情況下，控制器在步驟614處激活讀取束。控制器確保讀取束的強度 等級足W產(chǎn)生光致發(fā)光響應，但是低于將改變材料性質(zhì)的強度等級（即，在記錄的情況下）。 控制器526還在步驟616處激活屯、軸電動機。通常，在讀取操作期間，將產(chǎn)生618-些形式的 指示或其它顯示，W針對任何觀測者提供正在發(fā)生讀出的視覺確認?？刂破骼^續(xù)讀取操作 620,直到從圓盤100獲取到所有期望信息為止，此時，該過程完成622。
[0099] 更詳細地，在讀取之前，控制器可W執(zhí)行地址捜索，W找到目標區(qū)段。為了捜索圓 盤位置，控制器526打開伺服系統(tǒng)520, W首先找到軌道位置。然后，將第一束506的功率減少 在記錄期間采用的功率的十分之一，W避免破壞性讀取。通過檢測所收集的巧光來執(zhí)行軸 向掃描，W找到目標信息層。一旦確認圓盤位置，控制器526就切換到雙束模式，并且使激光 選通與圓盤旋轉(zhuǎn)同步。檢測系統(tǒng)524中的光敏檢測器將所檢測的光學數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成對應 數(shù)字電信號。電信號由解碼器來解調(diào)，并且最終被傳送到主裝置作為獲取數(shù)據(jù)。
[0100] 在數(shù)據(jù)記錄的情況下，控制器首先在步驟624處接收將被記錄的數(shù)據(jù)。在步驟626 處，W發(fā)起記錄介質(zhì)的性質(zhì)變化的足夠強度激活記錄束。還激活628抑制束。與讀取的情況 相同，在步驟630處控制器激活屯、軸電動機。然后，記錄進行632,直到完全記錄數(shù)據(jù)輸入塊 為止。在步驟634處，控制器確定是否將記錄進一步數(shù)據(jù)塊，并且如果將記錄進一步數(shù)據(jù)塊， 則控制返回到步驟624。否則，記錄過程完成622。
[0101] 為了顯著增加記錄和讀出吞吐量，并行記錄在本發(fā)明的實施方式中也是可W的。 圖7中示出了適于在驅(qū)動器500內(nèi)實現(xiàn)的用于并行記錄和讀取的布置700。通常，布置700在 第一束和第二束（即，記錄/讀取束和抑制束）中的每個的束路徑內(nèi)采用空間光調(diào)制器 (SLM)dSLM上顯示的計算機生成相位圖案被用于在記錄介質(zhì)中產(chǎn)生多焦陣列。
[0102] 特別地，第一束702和第二束704被引導到第一SLM 706和第二SLM 708上。SLM顯示 適當生成的相位圖案710、712,如下面更詳細描述的。SLM 708還可W用于添加頂點相位波 前714,或者運可W經(jīng)由單獨相位板被包括。束702、704可W是連續(xù)波(CW)或脈沖波，然而， 在產(chǎn)生大量焦斑的情況下，具有高峰值強度的脈沖模式可W提供超過CW模式操作的優(yōu)點。
[0103] 反射鏡716和分束器718被用于組合第一束和第二束，并且組合束穿過準直光學器 件720。物鏡722被用于將光場聚焦到記錄介質(zhì)100上。結(jié)果是第一束和第二束的焦斑的陣列 (諸如圖7中示意性地示出的724、726)。W此方式，可W同時寫入或讀取數(shù)據(jù)值的對應陣列。 控制具體信息狀態(tài)的寫入的單獨斑可W通過SLM的適當計算機控制被打開和關閉。
[0104] 為了用于控制SLM的多焦陣列相位圖案的計算機生成，焦平面中的電場的平面內(nèi) 梳齒函數(shù)與強度加權(quán)迭代方法的疊加可W被應用W維持多焦陣列中的高度一致性。充分考 慮切趾和解偏振效果的矢量德拜衍射理論可W在計算過程中使用。特別地，可W執(zhí)行全息 平面與焦平面之間的迭代算法，W獲得具有高度一致性的衍射受限多焦陣列。該方法開始 于均勻平面波前的輸入電場和全息平面中的任意初始相位猜測。執(zhí)行該波前的德拜積分變 換，W估計焦平面中的輸出電場。將輸出平面中的預定位置處的對應峰值強度與作為等加 權(quán)平面內(nèi)梳齒的理想峰值強度進行比較。計算兩者的峰值強度誤差ε，并且進一步用理想梳 齒函數(shù)替換焦平面中的復雜電場的幅值。為了改進多焦陣列中的一致性，引入加權(quán)因子：
[0105]
[0106] 其中，k為迭代次數(shù)，m表示陣列中的第m個焦斑，并且I表示峰值強度。在針對每個 焦斑的有效加權(quán)之后，對新適應的電場進行逆變換在輸入平面中產(chǎn)生對應場。輸入平面中 的幅值不再與一致平面波前情況匹配，因此輸入平面的幅值進一步用一致幅值替換。并且， 對于下一次迭代，保持輸入平面中的相位。運完成一次迭代，并且該周期重復，直到第η次迭 代中的強度誤差ε收斂到可接受容差范圍內(nèi)（例如，0.01)。輸入平面中的連續(xù)適應相位是最 終多焦陣列相位圖案。
[0107] 該算法獨立于入射波前的形式，然而，該算法取決于激光的波長，并且因此，在兩 個不同頻率的光源被用于記錄時，可W使用用于雙束的兩個SLM 706、708。
[0108] 雖然在W上算法中應用X線性偏振，但是所計算的相位還可W應用至可W在SLM相 位調(diào)制后被轉(zhuǎn)換的任何類型的偏振狀態(tài)。因此，多焦陣列中的偏振狀態(tài)是相同的，并且取決 于物鏡的后孔徑平面中的偏振狀態(tài)。
[0109] 已經(jīng)進行概念驗證實驗W演示具體實現(xiàn)本發(fā)明的高分辨率雙束記錄法和設備的 有效性。圖8和圖9示出了來自運些實驗的示例性結(jié)果。W800納米的波長使用具有80兆赫的 重復率和140飛秒的脈沖寬度的脈沖激光源來產(chǎn)生第一(記錄)束。W375納米的波長從CW源 產(chǎn)生第二(抑制)束。
[0110] 圖8是示出了記錄期間產(chǎn)生的所得到的特征尺寸與第二(抑制)束的功率之間的關 系的圖表800。在橫軸802上示出抑制束功率，同時在縱軸804上示出對應特征尺寸。在不存 在抑制束時，如由數(shù)據(jù)點806示出的，獲得大約220納米的特征尺寸。通過0.3微瓦抑制束功 率，如由點808示出的，特征尺寸被減小到正好低于200納米。當抑制束的功率進一步增加到 0.6微瓦時，如由點810示出的，特征尺寸被減小到120納米W下。運清晰地示出了雙雙束記 錄方法產(chǎn)生低于記錄束的衍射極限的特征尺寸的能力。
[0111] 圖9示出了掃描電子顯微鏡（SEM)圖像，將單束記錄902與雙束記錄904進行比較， 抑制束功率為0.3微瓦。如第一圖像902中所示，由于記錄光學器件的衍射極限，具有300納 米的中屯、到中屯、距離的、由單個記錄束產(chǎn)生的位陣列使得每個單個斑不能被清晰地辨別。 然而，當具有0.3微瓦的功率的抑制束還有效時，可W清晰地辨別具有200納米的中屯、到中 屯、距離的陣列內(nèi)的單個斑，運清晰地示出了本發(fā)明的實施方式提供增加的數(shù)據(jù)存儲密度的 能力。
[0112] 由于極高容量和高密度數(shù)據(jù)存儲的潛力，預期本發(fā)明的實施方式將在大型數(shù)據(jù)中 屯、中找到應用。圖10是示出了諸如可W在數(shù)據(jù)中屯、中采用的光學存儲陣列系統(tǒng)的框圖 1000。該系統(tǒng)包括具體實現(xiàn)本發(fā)明的多個裝置500。
[0113] 特別地，系統(tǒng)1000包括主計算機1002和光學存儲陣列(0SA) 1004d0SA本身包括多 個單元，每個單元包括物理媒體（即，圓盤）的找(stack)1006。選擇器1008是能夠從找1006 獲取特定期望圓盤并且將其安裝在驅(qū)動器500內(nèi)的機械裝置。所有多盤驅(qū)動器單元在電子/ 微處理器控制器1010的控制下操作。在所示布置中，一個特定多驅(qū)動器單元1012被用于包 含奇偶校驗媒體(parity media)，該奇偶校驗媒體可W用于檢測并且校正可能出現(xiàn)在任何 主存儲媒體中的任何誤差，并且因此確保在0SA中存儲的信息的完整性。
[0114] 為了使0SA 1004的性能最大化，優(yōu)化用于選擇和向/從驅(qū)動器傳送圓盤的存取時 間?？刂破?010可W實現(xiàn)使各個驅(qū)動器單元的存取時間同步的控制算法。驅(qū)動器單元的數(shù) 量可W根據(jù)期望數(shù)據(jù)記錄和讀出吞吐量增加。
[0115] 0SA 1004可W被設計為在W下方面優(yōu)化性能:高記錄吞吐量;高存儲容量;高讀取 吞吐量；W及數(shù)據(jù)鏡像或復制。
[0116] 記錄吞吐量隨著記錄文件尺寸增加而逐漸減少。為了獲得改進效率，可W首先去 除大文件尺寸數(shù)據(jù)。所去除的數(shù)據(jù)可W跨N個相同驅(qū)動器被記錄，由此使吞吐量增加因子N。 使用如圖7所示的能夠記錄并行信息的驅(qū)動器，0SA 1004的總吞吐量可W是T〇sA=TXpXN， 其中，T是用于單個位記錄的傳送率，P是將被記錄的并行位的數(shù)量，并且N是在0SA中連接的 驅(qū)動器的數(shù)量。
[0117] 0SA 1004還可W顯著增加存儲容量。總存儲容量取決于高密度存儲媒體圓盤的數(shù) 量。0SA 1004的總存儲容量是C〇sA=CXNmXN，其中，C是單個圓盤的存儲容量，Nm是保持在單 個驅(qū)動器的找1006內(nèi)的圓盤的數(shù)量，并且N是驅(qū)動器的數(shù)量。
[0118] 在讀取的情況下，選擇器1008可W首先獲取被尋址圓盤W讀取。為了數(shù)據(jù)讀出的 高吞吐量，可W使獲取時間最小化。一旦數(shù)據(jù)由驅(qū)動器500讀取，就向控制器1010內(nèi)的緩沖 區(qū)傳送數(shù)據(jù)。控制器組裝來自多個圓盤處的不同物理地址的所去除數(shù)據(jù)，W恢復原始文件。 在向主計算機1002傳送之前向緩沖區(qū)收集數(shù)據(jù)加速讀取吞吐量。
[0119] 在數(shù)據(jù)復制的情況下，代替向所有單個驅(qū)動器發(fā)送不同的所去除數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)被發(fā) 送到一組所選驅(qū)動器，還被復制到不同物理地址處的其它圓盤。因為不是所有驅(qū)動器單元 都可W同時被用于執(zhí)行具有副本的單個文件的記錄，所W容量和數(shù)據(jù)吞吐量降低。用于圓 盤鏡像的OSA 1004的總存儲容量是Cmirror = Cc>sa/Nmirr。。其中，Cosa是沒有鏡像的OSA 1004的 存儲容量，并且Nmirrw是所采用的復制圓盤的總數(shù)量。用于圓盤鏡像的吞吐量是Tmirror = Tosa/Nmirror，其中，Tosa是沒有鏡像的總吞吐量。
[0120]在W上論述中，已經(jīng)描述了具體實現(xiàn)本發(fā)明的各種方法、設備、系統(tǒng)W及布置。將 想到，運些被提供W便于本發(fā)明和其在各種實施方式中的實際實現(xiàn)的全面理解。將理解，運 些不旨在指示對本發(fā)明的范圍的任何具體限制，并且僅由示例來提供。本發(fā)明的范圍將參 照所附權(quán)利要求來確定。
【主權(quán)項】
1. 一種記錄光學可讀數(shù)據(jù)的方法，所述方法采用所提供的記錄介質(zhì)，所述記錄介質(zhì)包 括能夠在存在具有第一特性的光學輻射時誘導所述介質(zhì)的性質(zhì)變化的光學活性材料，并且 其中，所述性質(zhì)變化能夠由具有第二特性的光學輻射來抑制，所述方法包括： 用具有所述第一特性的第一束光學輻射照射所述記錄介質(zhì)的一區(qū)域，所述束在所照射 區(qū)域的中心部分內(nèi)具有引起所述記錄介質(zhì)的性質(zhì)的光學誘導變化的足夠強度和足夠持續(xù) 時間；以及 同時用具有所述第二特性的第二束光學輻射來照射所述記錄介質(zhì)的所述區(qū)域，所述第 二束在所照射區(qū)域的所述中心部分內(nèi)具有局部強度最小值，并且在所照射區(qū)域的鄰近所述 中心部分的至少一部分中具有足以抑制所述記錄介質(zhì)的性質(zhì)的光學誘導變化的局部強度 最大值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一特性和所述第二特性包括不同光學頻 率。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一束光學輻射具有高斯形強度分布。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二束具有環(huán)形強度分布。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二束被形成為在焦域內(nèi)提供三維中空強度 分布。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一束和所述第二束包括多個平行束。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，所述方法包括以下步驟:應用所述第一束和所述第二束 的瞳孔函數(shù)以在焦平面中創(chuàng)建多焦陣列。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法包括:布置并且疊加所述第一束和所述第二束 的所選偏振狀態(tài)，以在焦域內(nèi)創(chuàng)建所述場的預定三維偏振取向。9. 一種光學地讀取存儲在記錄介質(zhì)中的數(shù)據(jù)的方法，所述記錄介質(zhì)包括與所記錄的數(shù) 據(jù)對應的介質(zhì)的性質(zhì)變化已經(jīng)在一個或更多個區(qū)域中被誘導的光學活性材料，其中，所述 性質(zhì)變化能夠經(jīng)由所述介質(zhì)對具有第一特性的光學輻射的響應來檢測，并且其中，所述介 質(zhì)的所述響應能夠由具有第二特性的光學輻射來抑制，所述方法包括： 用具有所述第一特性的第一束光學輻射照射所述記錄介質(zhì)的區(qū)域，所述第一束在所照 射區(qū)域的中心部分內(nèi)具有引起所述響應的足夠強度和足夠持續(xù)時間，但是不具有引起所述 記錄介質(zhì)的性質(zhì)的光學誘導變化的足夠強度和持續(xù)時間； 同時用具有所述第二特性的第二束光學輻射照射所述記錄介質(zhì)的所述區(qū)域，所述第二 束在所照射區(qū)域的所述中心部分內(nèi)具有局部強度最小值，并且在所照射區(qū)域的鄰近所述中 心部分的至少一部分中具有足以抑制所述介質(zhì)對所述第一束光學輻射的所述響應的局部 強度最大值；以及 檢測所述介質(zhì)在所照射區(qū)域的所述中心部分內(nèi)是否呈現(xiàn)對所述第一束光學輻射的所 述響應。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，指示變化后性質(zhì)的所述材料響應是寬帶光學輻 射/磷光，并且所述檢測的步驟包括:檢測所述介質(zhì)響應于所述第一束和所述第二束的施加 是否發(fā)射輻射。11. 一種光學數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)設備，所述光學數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)設備包括： 托架，所述托架被構(gòu)造為保持記錄介質(zhì)，所述記錄介質(zhì)包括能夠在存在具有第一特性 的光學輻射時誘導所述介質(zhì)的性質(zhì)變化并且產(chǎn)生指示變化后性質(zhì)的材料響應的光學活性 材料，并且其中，所述性質(zhì)變化和指示變化后性質(zhì)的所述響應能夠由具有第二特性的光學 輻射來抑制； 第一光源，所述第一光源被構(gòu)造為控制具有所述第一特性的發(fā)射輻射； 第一成像系統(tǒng)，所述第一成像系統(tǒng)被構(gòu)造為使從所述第一光源發(fā)射的第一束光學輻射 可控制地聚焦到所述記錄介質(zhì)的一區(qū)域上，其中，所述光學輻射在所述第一束的中心部分 內(nèi)具有最大強度； 第二光源，所述第二光源被構(gòu)造為可控制地發(fā)射具有所述第二特性的輻射； 第二成像系統(tǒng)，所述第二成像系統(tǒng)被構(gòu)造為使從所述第二光源發(fā)射的第二束光學輻射 可控制地聚焦到所述記錄介質(zhì)的所述區(qū)域上，其中，所述光學輻射在所述第二束的中心部 分內(nèi)具有局部強度最小值，并且在所述第二束的鄰近其中心部分的至少一部分中具有局部 強度最大值；以及 控制器，所述控制器被構(gòu)造為控制至少所述第一光源、所述第一成像系統(tǒng)、所述第二光 源、以及所述第二成像系統(tǒng)，以用從所述第一光源發(fā)射的第一所選強度的光學輻射并且用 從所述第二光源發(fā)射的第二所選強度的光學輻射同時照射保持在所述托架中的記錄介質(zhì) 的所選區(qū)域，以將數(shù)據(jù)選擇性地記錄到所述記錄介質(zhì)或從所述記錄介質(zhì)選擇性地讀取數(shù) 據(jù)。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設備，其中，所述第一成像系統(tǒng)包括:調(diào)制器，所述調(diào)制器可 控制為選擇性地控制由所述第一束對所述記錄介質(zhì)的照射。13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設備，其中，所述控制器被構(gòu)造為控制至少所述第一光束的 強度以在所述記錄和再現(xiàn)設備的寫入操作和讀取操作之間進行選擇。14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設備，其中，所述第一成像系統(tǒng)和所述第二成像系統(tǒng)被構(gòu)造 為產(chǎn)生多個平行光束。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的設備，其中，所述第一成像系統(tǒng)和所述第二成像系統(tǒng)均包括 空間調(diào)制器，所述空間調(diào)制器被定位成使得能夠選擇性地形成所述多個平行光束。16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設備，其中，指示變化后性質(zhì)的所述材料響應是寬帶光學輻 射/磷光，并且所述設備還包括光檢測器，所述光檢測器被構(gòu)造為在由所述第一束和所述第 二束照射所述記錄介質(zhì)期間和/或之后檢測所發(fā)射輻射/磷光的存在。17. -種光學數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，所述光學數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)包括： 根據(jù)權(quán)利要求11所述的多個光學數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)設備； 多個記錄媒體，所述多個記錄媒體與每個光學數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)設備相關聯(lián)，每個記錄 介質(zhì)能夠選擇性地被裝載到所關聯(lián)的光學數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)設備的托架；以及 存儲控制器，所述存儲控制器被構(gòu)造為接收用于記錄和獲取所述存儲系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)的 請求，識別所述系統(tǒng)內(nèi)的完成所接收的請求所要求的記錄介質(zhì)，使得所要求的記錄媒體被 裝載到每個關聯(lián)的光學數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)設備，并且使得所關聯(lián)的光學數(shù)據(jù)記錄和再現(xiàn)設備 完成用于完成所接收的請求所要求的記錄和/或獲取操作。18. -種包括多層的記錄介質(zhì)，其中，至少一層包括外保護層，并且至少一個其它層包 括能夠在存在具有第一特性的光學輻射時誘導所述介質(zhì)的性質(zhì)變化并且產(chǎn)生指示變化后 性質(zhì)的材料響應的光學活性材料，并且其中，所述性質(zhì)變化和指示變化后性質(zhì)的所述響應 能夠由具有第二特性的光學輻射來抑制。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的記錄介質(zhì)，所述記錄介質(zhì)包括圓盤。20. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的記錄介質(zhì)，其中，所述光學活性材料包括轉(zhuǎn)變能夠由具有所 述第一特性的光學輻射誘導的第一激發(fā)狀態(tài)，并且其中，所述記錄介質(zhì)的所述性質(zhì)變化由 當處于所述第一激發(fā)狀態(tài)時具有所述第一特性的光學輻射的吸收導致。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的記錄介質(zhì)，其中，所述光學活性材料具有以下性質(zhì)：使得具 有所述第二特性的光學輻射的存在誘導從所述第一激發(fā)狀態(tài)的快速轉(zhuǎn)變，從而抑制所述介 質(zhì)的性質(zhì)變化。22. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的記錄介質(zhì)，其中，指示變化后性質(zhì)的所述材料響應是由第一 激發(fā)狀態(tài)到基態(tài)的衰減導致的寬帶光學輻射/磷光。23. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的記錄介質(zhì)，其中，所述光學活性材料層的厚度足以允許多個 信息存儲內(nèi)部層。24. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的記錄介質(zhì)，所述記錄介質(zhì)包括具有徑向設置的可檢測追蹤 元件的追蹤層。25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的記錄介質(zhì)，其中，所述追蹤元件包括以下中的一個或更多 個:磁追蹤元件;光學追蹤元件;金屬追蹤元件；以及物理追蹤元件。
【文檔編號】G11B7/0065GK105993045SQ201380081891
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2013年11月28日
【發(fā)明人】顧敏, 李向平, 曹耀宇
【申請人】斯威本科技大學