[发明专利]全息数据存储方法和由该方法得到的数据存储寿命延长的制品

说明书

技术领域

本发明涉及全息数据的存储方法。本发明进一步涉及由所述方法得到 的数据存储寿命延长的全息数据存储介质和制品。

背景技术

光学数据存储技术基于表面存储现象(surface storage phenomena)迅猛 发展。在所有以表面为基础的光学数据存储系统中，每比特数据在存储介 质中占据特定的物理位置。因而，光学介质的数据密度受限于记录光点 (recording spot)最小尺寸的物理限制。体积存储方法(volumetric storage technology)是传统的以表面为基础的存储系统的替换性方案，其中使用存储 介质的整个体积以提高数据容量。多层和全息是两种最常见的体积存储方 法。多层法类似于多层CD/DVD法，不同之处在于利用对聚焦光束敏感的 不同光学现象写入和恢复数据，从而可通过改变聚焦深度访问介质中的不 同深度。该方法消除了制造和组装多层的复杂性，此外消除了对层数的限 制，从而使该方法主要取决于光学系统的聚焦能力。

另一方面，在全息存储中，经由三维或体积干涉图案在介质的整个体 积内存储数据。在全息记录过程中，通过两条光束在光敏介质体积内叠加， 来记录全息图。两条光束叠加形成的干涉图案引起全息介质折射率的变化 或改变并将该干涉图案称作全息图。介质内的这种改变可用于记录叠加光 束的强度和相位信息。

已知的全息数据存储技术可分为页面型全息数据存储和逐位型全息数 据存储。在页面型全息存储中，数据“平行”写在包含1至1×10⁶或更高 比特的阵列或“页面”上。包含数字编码数据的信号光束在介质内叠加在 参比光束上，从而在介质内形成干涉图案，干涉图案进而引起折射率的相 应变化。通常将每一数位作为干涉图案的一部分存储，该干涉图案在给定 位置处的全息存储介质中产生折射率调制并可视为消耗整个折射率调制的 一小部分。然后可通过将存储介质暴露于参比光束，恢复记录密度和相变 数据。从而，可支持折射率变化大的全息存储介质通过角、波长、相位编 码或相关复用方法在全息介质的体积内存储多个页面。在逐位全息或显微 全息数据存储中，每一数位作为显微全息图或反射光栅写入并通过两束干 涉对传聚焦光束(interfering counter-propagating focused beam)形成。通过使用 读出光束衍射得到显微全息图来恢复数据，从而获得信号。

任何全息存储系统的核心均在于存储介质。近来，已开发出用于全息 数据存储介质的聚合物染料掺杂数据存储材料。然而，对于这种材料，通 常在数据写入之后，随后的数据读出可很快造成已写入信息的擦除。因而， 需要延长光化学活性染料基全息介质中全息数据寿命的方法。

发明内容

本发明披露在数据存储寿命延长的存储介质中存储全息数据的方法， 和使用该方法制造的制品。

一方面，本发明提供全息数据存储方法，所述方法包括：

步骤(A)提供包含光化学活性染料和单重态氧生成剂的光学透明基 底；

步骤(B)利用全息干涉图案照射光学透明基底，其中该图案具有第一 波长和强度，所述第一波长和强度都足以在基底的体积元素内将光化学活 性染料的至少一些转化为光产物，并且在被照射的体积元素内产生相应于 全息干涉图案的光产物的浓度变化，从而产生相应于该体积元素的光学可 读数据；和

步骤(C)活化光学透明基底，从而形成单重态氧以稳定光学可读数据。

另一方面，本发明提供光学写入/读出方法，所述方法包括：

步骤(A)利用全息干涉图案照射包含光化学活性染料和单重态氧生成 剂的光学透明基底，其中该图案具有第一波长和强度，所述第一波长和强 度都足以在基底的体积元素内将光化学活性染料的至少一些转化为光产 物，并且在被照射的体积元素内产生相应于全息干涉图案的光产物的浓度 变化，从而产生相应于该体积元素的第一光学可读数据，其中，利用对应 数据的信号光束和不对应于数据的参比光束同时照射光学透明基底，形成 全息干涉图案；

步骤(B)活化光学透明基底，从而形成单重态氧以稳定光学可读数据； 和

步骤(C)利用读出光束照射光学透明基底，并通过探测衍射光读出光 学可读数据。