(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-29
(54)【発明の名称】窓、媒体及び光記憶方法
(51)【国際特許分類】
G11B 7/2403 20130101AFI20220722BHJP
G11B 7/257 20130101ALI20220722BHJP
G11B 7/2572 20130101ALI20220722BHJP
G11B 7/24088 20130101ALI20220722BHJP
G11B 7/24038 20130101ALI20220722BHJP
G11B 7/005 20060101ALI20220722BHJP
G11B 7/0045 20060101ALI20220722BHJP
【FI】
G11B7/2403
G11B7/257
G11B7/2572
G11B7/24088
G11B7/24038
G11B7/005 Z
G11B7/0045 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021569242
(86)(22)【出願日】2020-05-21
(85)【翻訳文提出日】2021-11-19
(86)【国際出願番号】 CN2020091548
(87)【国際公開番号】W WO2020233666
(87)【国際公開日】2020-11-26
(31)【優先権主張番号】201910423780.3
(32)【優先日】2019-05-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521172099
【氏名又は名称】上海必修福企業管理有限公司
【氏名又は名称原語表記】SHANGHAI BIXIUFU ENTERPRISE MANAGEMENT CO., LTD.
【住所又は居所原語表記】Room 404B, Building 10, No.1188, Lianhang Road, Minhang District Shanghai 201112 China
(74)【代理人】
【識別番号】100205936
【氏名又は名称】崔 海龍
(74)【代理人】
【識別番号】100132805
【氏名又は名称】河合 貴之
(72)【発明者】
【氏名】王 麗江
(72)【発明者】
【氏名】劉 佳聡
(72)【発明者】
【氏名】朱 松
【テーマコード(参考)】
5D029
5D090
【Fターム(参考)】
5D029JA04
5D029JB05
5D029JB11
5D029JB47
5D029JC01
5D029JC20
5D029LA01
5D029LB01
5D029LC01
5D029LC04
5D029LC30
5D090BB12
5D090BB13
5D090BB20
5D090CC01
5D090CC04
5D090KK07
(57)【要約】
本発明は窓、媒体及び光記憶方法を提供し、ここで、窓は高分子固体膜層を含み、窓の材料に光吸収制御可能な互変異性分子を含み、光吸収制御可能な互変異性分子は第1立体配置分子と第2立体配置分子との間で変換され、第1立体配置分子の第1光の吸収率はその第2光の吸収率よりも低く、第2立体配置分子の第2光の吸収率はその第1光の吸収率よりも低く、第1立体配置分子が第2光を吸収するが第1光を吸収しない場合、第1立体配置分子は第2立体配置分子に変換され、第2立体配置分子が第1光を吸収するが第2光を吸収しない場合、第2立体配置分子は第1立体配置分子に変換される。媒体は窓と光感応部とを含む。本発明は2ビーム超解像光学原理を採用し、窓と合わせて超解像高密度技術を実現し、従来の2ビーム技術が光感応部の材料に高い要求を有するという問題を解決する。
【選択図】
図1A
【特許請求の範囲】
【請求項1】
窓であって、高分子固体膜層を含み、前記高分子固体膜層は光吸収制御可能な互変異性分子を含み、前記光吸収制御可能な互変異性分子は第1立体配置分子と第2立体配置分子との間で変換され、前記第1立体配置分子の第1光の吸収率はその第2光の吸収率よりも低く、前記第2立体配置分子の第2光の吸収率はその第1光の吸収率よりも低く、前記第1立体配置分子が前記第2光を吸収するが前記第1光を吸収しない場合、前記第1立体配置分子は前記第2立体配置分子に変換され、前記第2立体配置分子が前記第1光を吸収するが第2光を吸収しない場合、前記第2立体配置分子は前記第1立体配置分子に変換される、
ことを特徴とする窓。
【請求項2】
前記第1立体配置分子は前記第1光及び前記第2光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、依然として前記第1立体配置分子であり、前記第2立体配置分子は前記第1光及び前記第2光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、前記第1立体配置分子に変換される、
ことを特徴とする請求項1に記載の窓。
【請求項3】
前記光吸収制御可能な互変異性分子はジアリールエテン類分子及び誘導体化分子、スピロピラン類分子及び誘導体化分子、スピロオキサジン類分子及び誘導体化分子、アゾベンゼン類分子及び誘導体化分子又はフルギド類分子及び誘導体化分子を含む、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の窓。
【請求項4】
媒体であって、窓と光感応部とを含み、前記窓の材料に光吸収制御可能な互変異性分子を含み、前記光吸収制御可能な互変異性分子は第1立体配置分子と第2立体配置分子との間で変換れ、前記第1立体配置分子の第1光の吸収率はその第2光の吸収率よりも低く、前記第2立体配置分子の第2光の吸収率はその第1光の吸収率よりも低く、前記第1立体配置分子が前記第2光を吸収するが前記第1光を吸収しない場合、前記第1立体配置分子は前記第2立体配置分子に変換され、前記第2立体配置分子が前記第1光を吸収するが第2光を吸収しない場合、前記第2立体配置分子は前記第1立体配置分子に変換される、
ことを特徴とする媒体。
【請求項5】
前記第1立体配置分子は前記第1光及び前記第2光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、依然として前記第1立体配置分子であり、前記第2立体配置分子は前記第1光及び前記第2光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、前記第1立体配置分子に変換される、
ことを特徴とする請求項4に記載の媒体。
【請求項6】
前記光吸収制御可能な互変異性分子はジアリールエテン類分子及び誘導体化分子、スピロピラン類分子及び誘導体化分子、スピロオキサジン類分子及び誘導体化分子、アゾベンゼン類分子及び誘導体化分子又はフルギド類分子及び誘導体化分子を含む、
ことを特徴とする請求項5に記載の媒体。
【請求項7】
前記窓は光吸収制御可能な互変異性分子を含む高分子固体膜層を含む、
ことを特徴とする請求項4~6のいずれか一項に記載の媒体。
【請求項8】
前記光感応部の材料に光感応記録成分を含む、
ことを特徴とする請求項4に記載の媒体。
【請求項9】
前記光感応記録成分は分子スイッチ制御可能な蛍光分子、光酸発生剤及び蛍光前駆体分子、2光子吸収特性を有する分子スイッチ制御可能な蛍光分子、2光子吸収特性を有する光酸発生分子及び蛍光前駆体、2光子吸収特性を有する無機蛍光材料及び蛍光前駆体、2光子吸収特性を有する有機無機複合材料又は2光子吸収特性を有しポリマーが蛍光特性を有する無機材料を含む、
ことを特徴とする請求項8に記載の媒体。
【請求項10】
前記光感応部は光感応記録成分を含む高分子固体膜層を含む、
ことを特徴とする請求項8又は9に記載の媒体。
【請求項11】
光記憶媒体であって、請求項4~10のいずれか一項に記載の媒体を含み、前記光記憶媒体は単層片面読取媒体構造、単層両面読取媒体構造、単層2点両面読取媒体構造、多層片面読取媒体構造、多層両面読取媒体構造又は多層2点両面読取媒体構造を含む、
ことを特徴とする光記憶媒体。
【請求項12】
光記憶方法であって、
第1光及び第2光は光記憶媒体の窓に作用し、前記窓内の光吸収制御可能な互変異性分子に作用し、前記第1光領域の照射領域下の光吸収制御可能な互変異性分子は前記第2光の光子エネルギーを吸収する吸収状態にあり、前記第2光を遮断する窓閉状態を形成し、前記第2光が光感応部を変化させることができないようにする工程と、
前記第1光領域の中央中空領域は前記第2光を吸収しない窓開状態を形成し、前記第2光は前記光感応部に作用し、前記光感応部における光感応記録成分を活性化し、活性化された光感応記録成分は前記第2光の光子エネルギーを吸収した後、光記録情報ドットを生成する工程と、を含む、
ことを特徴とする光記憶方法。
【請求項13】
前記光記憶方法は、
第1光の照射により、前記第1光領域の照射領域内で第2立体配置分子の生成を抑制する工程であって、前記第1光領域の中央中空領域は抑制作用を有しない工程と、
第2光の照射により、窓内の第1立体配置分子は第1光領域と重なる部分内の第2光を吸収し続け、第2光が窓を透過することを抑制し、第1光領域の中央中空領域において、第2光は窓内の第1立体配置分子を第2立体配置分子に変換した後、窓を通して下層の光感応部に作用する工程と、をさらに含む、
ことを特徴とする請求項12に記載の光記憶方法。
【請求項14】
前記光記憶方法は、
第1光の照射により、前記第1光領域の照射領域内で窓内の第2立体配置分子は第1光を吸収し続けた後、第1立体配置分子に変換される工程であって、前記第1光領域の中央中空領域において窓は依然として第2立体配置分子である工程と、
第2光の照射により、窓内の第1立体配置分子は第1光領域と重なる部分内の第2光を吸収し続け、第2光が窓を透過することを抑制し、第1光領域の中央中空領域において、第2光が窓を通して下層の光感応部に作用する工程と、をさらに含む、
ことを特徴とする請求項12に記載の光記憶方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光学技術分野に属し、特に窓、媒体及び光記憶方法に関する。
【背景技術】
【0002】
光は、エネルギー、電子、通信、ヘルスケアなどに広く利用されており、特に、情報の読み書き、半導体製造、情報の伝送、光学顕微鏡などの分野では、光が対象物に作用する領域をできるだけ小さくすることが求められている。光の回折限界により、光が対象物に作用する領域のサイズは回折限界の制限を突破できないため、光学技術の発展が大きく阻害される。
【0003】
従来技術では、励起ビームを用いて対象物上で光重合を開始させ、焦点が中空形状を有する1つの抑制ビームが励起ビームと抑制ビームとの重なる領域内での重合反応を抑制し、重合反応を中空部分の焦点中心に制限することで、対象物上の光作用領域のサイズを縮小するという目的を達成し、単一ビーム回折限界の制限を突破する新規な2ビーム超解像技術がある。
【0004】
しかし、従来の2ビーム超解像技術では、2つのビームが両方とも物質と相互作用する必要があるため、従来の1ビーム加工に用いられているフォトレジスト、開始剤などの材料は、2ビーム超解像リソグラフィ技術の要求を満たすことができなくなり、2ビームに両方とも作用し、かつ光作用機能を実現できる代替材料を探す必要があり、材料の要求が高く、かつ難易度が高い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記従来技術の欠点に鑑み、従来の2ビーム超解像技術における材料の要求が高いという問題を解決するための窓、媒体及び光記憶方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的及び他の関連する目的を達成するために、本発明は、以下の例を提供する。
1.本発明が提供する例1:窓であって、高分子固体膜層を含み、前記高分子固体膜層は光吸収制御可能な互変異性分子を含み、前記光吸収制御可能な互変異性分子は第1立体配置分子と第2立体配置分子との間で変換され、前記第1立体配置分子の第1光の吸収率はその第2光の吸収率よりも低く、前記第2立体配置分子の第2光の吸収率はその第1光の吸収率よりも低く、前記第1立体配置分子が前記第2光を吸収するが前記第1光を吸収しない場合、前記第1立体配置分子は前記第2立体配置分子に変換され、前記第2立体配置分子が前記第1光を吸収するが第2光を吸収しない場合、前記第2立体配置分子は前記第1立体配置分子に変換される。
2.本発明が提供する例2:上記例1を含み、ここで、前記第1立体配置分子は前記第1光及び前記第2光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、依然として前記第1立体配置分子であり、前記第2立体配置分子は前記第1光及び前記第2光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、前記第1立体配置分子に変換される。
3.本発明が提供する例3:上記例1又は2を含み、ここで、前記光吸収制御可能な互変異性分子はジアリールエテン類分子及び誘導体化分子、スピロピラン類分子及び誘導体化分子、スピロオキサジン類分子及び誘導体化分子、アゾベンゼン類分子及び誘導体化分子又はフルギド類分子及び誘導体化分子を含む。
4.本発明が提供する例4:媒体であって、窓と光感応部とを含み、前記窓の材料に光吸収制御可能な互変異性分子を含み、前記光吸収制御可能な互変異性分子は第1立体配置分子と第2立体配置分子との間で変換され、前記第1立体配置分子の第1光の吸収率はその第2光の吸収率よりも低く、前記第2立体配置分子の第2光の吸収率はその第1光の吸収率よりも低く、前記第1立体配置分子が前記第2光を吸収するが前記第1光を吸収しない場合、前記第1立体配置分子は前記第2立体配置分子に変換され、前記第2立体配置分子が前記第1光を吸収するが第2光を吸収しない場合、前記第2立体配置分子は前記第1立体配置分子に変換される。
5.本発明が提供する例5:上記例4を含み、ここで、前記第1立体配置分子は前記第1光及び前記第2光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、依然として前記第1立体配置分子であり、前記第2立体配置分子は前記第1光及び前記第2光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、前記第1立体配置分子に変換される。
6.本発明が提供する例6:上記例4又は5を含み、前記光吸収制御可能な互変異性分子はジアリールエテン類分子及び誘導体化分子、スピロピラン類分子及び誘導体化分子、スピロオキサジン類分子及び誘導体化分子、アゾベンゼン類分子及び誘導体化分子又はフルギド類分子及び誘導体化分子を含む。
7.本発明が提供する例7:上記例4~6のいずれかを含み、ここで、前記窓は光吸収制御可能な互変異性分子を含む高分子固体膜層を含む。
8.本発明が提供する例8:上記例4~7のいずれかを含み、ここで、前記光感応部の材料に光感応記録成分を含む。
9.本発明が提供する例9:上記例4~8のいずれかを含み、ここで、前記光感応記録成分は分子スイッチ制御可能な蛍光分子、光酸発生剤及び蛍光前駆体分子、2光子吸収特性を有する分子スイッチ制御可能な蛍光分子、2光子吸収特性を有する光酸発生分子及び蛍光前駆体、2光子吸収特性を有する無機蛍光材料及び蛍光前駆体、2光子吸収特性を有する有機無機複合材料又は2光子吸収特性を有しポリマーが蛍光特性を有する無機材料を含む。
10.本発明が提供する例10:上記例4~9のいずれかを含み、ここで、前記光感応部は光感応記録成分を含む高分子固体膜層を含む。
11.本発明が提供する例11:光記憶媒体であって、上記例4~10のいずれかに記載の媒体を含み、前記光記憶媒体は単層片面読取媒体構造、単層両面読取媒体構造、単層2点両面読取媒体構造、多層片面読取媒体構造、多層両面読取媒体構造又は多層2点両面読取媒体構造を含む。
12.本発明が提供する例12:光学システムであって、
光源と媒体とを含み、
前記光源は第1光と第2光とを含み、前記媒体は上記例1~3のいずれかの窓又は上記例4~10のいずれかの媒体又は上記例11の光記憶媒体を含む。
13.本発明が提供する例13:上記例12を含み、ここで、前記第1光は中空光であり、前記第2光は中実光である。
14.本発明が提供する例14:上記例12又は13を含み、ここで、前記第1光と前記第2光とは同軸である。
15.本発明が提供する例15:上記例12~14のいずれかを含み、ここで、前記第1光は単一の中空光又は複数の中空光のアレイを採用し、前記第1光の単一の中空光の中央中空領域はナノスケールであり、ナノスケールの選択可能な範囲は0~10nm、10~20nm、20~30nm、30~40nm、40~50nm、50~60nm、60~70nm、70~80nm、80~90nm、90~100nm、100~110nm、110~120nm、120~130nm、130~140nm、140~150nm、150~160nm、160~170nm、170~180nm、180~190nm又は190~200nmである。
16.本発明が提供する例16:上記例12~15のいずれかを含み、ここで、前記第2光は単一の中実のガウシアンビーム又は個別にスイッチ制御可能な複数のガウシアンビームのアレイを採用し、前記第2光の単一のビームはいずれも第1光の対応する中空光の中央中空中心と同軸であり、第2光の単一のビームの照射範囲は前記第1光の単一のビームの照射領域を超えない。
17.本発明が提供する例17:光学方法であって、
光吸収制御可能な互変異性分子を含む窓に第1光を照射し、第1光領域を形成する工程と、
前記窓に第2光を照射し、第2光領域を形成する工程であって、前記第1光領域と前記第2光領域とは部分的に重なる工程と、を含み、
ここで、前記第1光領域内に、第1光領域と第2光領域とが重なる部分を含み、前記光吸収制御可能な互変異性分子は第1立体配置分子であり、前記第2光領域の非重なり部分において、前記光吸収制御可能な互変異性分子は第1立体配置分子から前記第2立体配置分子に変換され、前記第1立体配置分子の第1光の吸収率はその第2光の吸収率よりも低く、前記第2立体配置分子の第2光の吸収率はその第1光の吸収率よりも低い。
18.本発明が提供する例18:上記例17を含み、ここで、第2光領域の非重なり部分は第2光の回折限界よりも小さい。
19.本発明が提供する例19:上記例17又は18を含み、ここで、前記第1光領域の中心領域は中空領域であり、第1光領域の周辺領域は光作用を抑制するための照射領域であり、前記第2光領域は光作用のための照射領域である。
20.本発明が提供する例20:上記例17~19のいずれかを含み、ここで、前記第1光は中空光であり、前記第2光は中実光である。
21.本発明が提供する例21:上記例17~20のいずれかを含み、ここで、前記第1光と前記第2光とは同軸である。
22.本発明が提供する例22:上記例20又は21のいずれかを含み、ここで、前記第1光は単一の中空光又は複数の中空光のアレイを採用し、前記第1光の単一の中空光の中央中空領域はナノスケールであり、ナノスケールの選択可能な範囲は0~10nm、10~20nm、20~30nm、30~40nm、40~50nm、50~60nm、60~70nm、70~80nm、80~90nm、90~100nm、100~110nm、110~120nm、120~130nm、130~140nm、140~150nm、150~160nm、160~170nm、170~180nm、180~190nm又は190~200nmである。
23.本発明が提供する例23:上記例20~22のいずれかを含み、ここで、前記第2光は単一の中実のガウシアンビーム又は個別にスイッチ制御可能な複数のガウシアンビームのアレイを採用し、前記第2光の単一のビームはいずれも第1光の対応する中空光の中央中空中心と同軸であり、第2光の単一のビームの照射領域は前記第1光の単一のビームの照射領域を超えない。
24.本発明が提供する例24:光記憶方法であって、上記例17~23のいずれかの光学方法を含み、ここで、
前記第1光及び第2光は光記憶媒体の窓に作用し、前記窓内の光吸収制御可能な互変異性分子に作用し、前記第1光領域の照射領域下の光吸収制御可能な互変異性分子は前記第2光の光子エネルギーを吸収する吸収状態にあり、前記第2光を遮断する窓閉状態を形成し、前記第2光が光感応部を変化させることができないようにし、
前記第1光領域の中央中空領域は前記第2光を吸収しない窓開状態を形成し、前記第2光は前記光感応部に作用し、前記光感応部における光感応記録成分を活性化し、活性化された光感応記録成分は前記第2光の光子エネルギーを吸収した後、光記録情報ドットを生成する。
25.本発明が提供する例25:上記例24を含み、ここで、前記光記憶方法は、
第1光の照射により、前記第1光領域の照射領域内で第2立体配置分子の生成を抑制する工程であって、前記第1光領域の中央中空領域は抑制作用を有しない工程と、
第2光の照射により、窓内の第1立体配置分子は第1光領域と重なる部分内の第2光を吸収し続け、第2光が窓を透過することを抑制し、第1光領域の中央中空領域において、第2光は窓内の第1立体配置分子を第2立体配置分子に変換した後、窓を通して下層の光感応部に作用する工程と、をさらに含む。
26.本発明が提供する例26:上記例24を含み、ここで、前記光記憶方法は、
第1光の照射により、前記第1光領域の照射領域内で窓内の第2立体配置分子は第1光を吸収し続けた後、第1立体配置分子に変換される工程であって、前記第1光領域の中央中空領域において窓は依然として第2立体配置分子である工程と、
第2光の照射により、窓内の第1立体配置分子は第1光領域と重なる部分内の第2光を吸収し続け、第2光が窓を透過することを抑制し、第1光領域の中央中空領域において、第2光が窓を通して下層の光感応部に作用する工程と、をさらに含む。
【発明の効果】
【0007】
上述のように、本発明の提供する窓、媒体及び光記憶方法は、以下の有益な効果の少なくとも1つを有し、
第1、本発明は光感応部の材料に対する要求が従来技術よりも低く、長期的に安定し、高い2光子吸収断面を有する分子スイッチ材料を見つける必要がなく、必要な性質が複雑な材料を2つの単純な材料に分け、選択範囲が大幅に向上する。
第2、本発明は2ビーム超解像光学原理を採用し、窓と合わせて超解像技術を実現し、新規な2ビーム超解像実現方法を提案する。
第3、本発明を光記憶に用いると、長期的に安定した光記憶を実現でき、光感応部の材料がより安定する。
第4、本発明を光記憶に用いると、多層の情報の書き込み及び読み取りを実現でき、かつ良好な信号対雑音比を得る。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【
図1A】本発明の単層片面読取媒体の構成を示す図である。
【
図1B】本発明の単層両面読取媒体の構成を示す図である。
【
図1C】本発明の単層2点両面読取媒体の構成を示す図である。
【
図1D】本発明の多層片面読取媒体の構成を示す図である。
【
図1E】本発明の多層両面読取媒体の構成を示す図である。
【
図1F】本発明の多層2点両面読取媒体の構成を示す図である。
【
図2】本発明の光学システムの構成を示す図である。
【
図3】本発明の第1光及び第2光の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態を特定の具体例によって説明するが、当業者は本明細書に開示された内容から本発明の他の利点及び効果を容易に理解することができる。本発明は他の様々な実施形態によっても実施又は適用され得るものであり、本明細書の各詳細事項は、本発明の精神から逸脱することなく、様々な観点及び適用に基づいて様々な修飾又は変更を行うことができる。なお、以下の実施例及び実施例における特徴は、相互に矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。
【0010】
なお、以下の実施例で提供される図面は、本発明の基本的な構想を模式的にのみ説明するものであり、図面には、本発明に関連する部品のみが示されており、実際の実施時の部品の数、形状及びサイズによって描かれているのではなく、実際の実施時の各部品の形態、数及び比率は任意に変更可能であり、その部品のレイアウト形態も複雑になる可能性がある。
【0011】
(実施例1)
本実施例は、窓11を提供する。
【0012】
ここで、窓11の材料に光吸収制御可能な互変異性分子を含み、光吸収制御可能な互変異性分子は第1立体配置分子と第2立体配置分子との間で変換可能である。第1立体配置分子の第1光の吸収率はその第2光の吸収率よりも低く、第2立体配置分子の第2光の吸収率はその第1光の吸収率よりも低い。第1立体配置分子が第2光を吸収するが第1光を吸収しない場合、第1立体配置分子は第2立体配置分子に変換されることができ、第2立体配置分子が第1光を吸収するが第2光を吸収しない場合、第2立体配置分子は第1立体配置分子に変換されることができる。
【0013】
具体的には、光吸収制御可能な互変異性分子は第1立体配置分子と第2立体配置分子とを含む。第1立体配置分子は第1光を吸収せず第2光を吸収し、第2立体配置分子は第2光を吸収せず第1光を吸収する。第1立体配置分子は第2光の光子エネルギーを吸収した後、第2立体配置分子に変換され、第2立体配置分子は第1光の光子エネルギーを吸収した後、第1立体配置分子に変換される。
【0014】
第1立体配置分子は第1光及び第2光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、依然として第1立体配置分子であり、常に第2光の光子エネルギーを吸収可能な状態にある。第2立体配置分子は第1光及び第2光の光子エネルギーを同時に吸収する場合、第1立体配置分子に変換され、常に第2光の光子エネルギーを吸収可能な状態にある。
【0015】
窓11は高分子固体膜層であってもよく、高分子固体膜層は光吸収制御可能な互変異性分子を含む。光吸収制御可能な互変異性分子のタイプはジアリールエテン類分子及び誘導体化分子、スピロピラン類分子及び誘導体化分子、スピロオキサジン類分子及び誘導体化分子、アゾベンゼン類分子及び誘導体化分子又はフルギド類分子及び誘導体化分子などを含む。
【0016】
(実施例2)
図1Aに示すように、本実施例は、窓11と光感応部12とを含む媒体を提供する。
【0017】
ここで、窓11は実施例1における窓11であってもよいが、窓11の形状は高分子固体膜層に限定されない。光感応部12の材料に光感応記録成分を含む。光感応記録成分は第2光にのみ感応し、当該光感応記録成分は第2光の光子エネルギーを吸収した後、安定して記録可能な記録情報ドットを生成する。
【0018】
具体的には、光感応部12は高分子固体膜層を含み、高分子固体膜層は光感応記録成分を含み、光感応記録成分は分子スイッチ制御可能な蛍光分子、光酸発生剤及び蛍光前駆体分子、2光子吸収特性を有する分子スイッチ制御可能な蛍光分子、2光子吸収特性を有する光酸発生分子及び蛍光前駆体、2光子吸収特性を有する無機蛍光材料及び蛍光前駆体、2光子吸収特性を有する有機無機複合材料又は2光子吸収特性を有しポリマーが蛍光特性を有する無機材料などを含む。
【0019】
(実施例3)
本実施例は、実施例2における媒体を含む光記憶媒体を提供する。
【0020】
光記憶媒体は単層片面読取媒体、単層両面読取媒体、単層2点両面読取媒体、多層片面読取媒体、多層両面読取媒体又は多層2点両面読取媒体を含む。
【0021】
図1A、
図1B、
図1C、
図1D、
図1E、
図1Fを参照すると、それぞれ単層片面読取媒体、単層両面読取媒体、単層2点両面読取媒体、多層片面読取媒体、多層両面読取媒体、多層2点両面読取媒体の構成を示す図である。
【0022】
読取光10は第1光と第2光とを含み、情報の読み取りに用いられる。書込光20は別の第1光と別の第2光とを含み、情報の書き込みに用いられる。図中の矢印で示す方向は対応する読取光10又は書込光20の照射方向である。
【0023】
図1Aに示すように、単層片面読取媒体は窓11と窓11に重ねられた光感応部12とを含む。具体的には、窓11は光感応部12の上層に設けられ、読取光10及び書込光20は片面の窓11から照射される。
【0024】
図1Bに示すように、単層両面読取媒体は窓11と窓11に重ねられた光感応部12とを含む。書込光20は一方側の窓11から照射され、読取光10は他方側の光感応部12から照射される。
【0025】
図1Cに示すように、単層2点両面読取媒体はそれぞれ両側に位置する窓11と、窓11の間に挟まれた光感応部12とを含む。読取光10及び書込光20は両面の窓11から照射される。
【0026】
図1Dに示すように、多層片面読取媒体は複数組の窓11と窓11に重ねられた光感応部12とを含み、ここで、多層片面読取媒体の一方側は窓11であり、他方側は光感応部12である。読取光10及び書込光20は一方側の窓11から照射される。
【0027】
図1Eに示すように、多層両面読取媒体は複数組の窓11と窓11に重ねられた光感応部12とを含み、ここで、多層両面読取媒体の一方側は窓11であり、他方側は光感応部12である。読取光10は一方側の窓11から照射され、書込光20は他方側の光感応部12から照射される。
【0028】
図1Fに示すように、多層2点両面読取媒体は複数組の窓11と窓11に重ねられた光感応部12とを含み、ここで、多層2点両面読取媒体の両側はいずれも窓11である。読取光10及び書込光20は両面の窓11から照射される。
【0029】
(実施例4)
図2に示すように、本実施例は、第1光源21と、第2光源22と、光変調システム23と、窓11とを含む光学システムを提供し、窓11は実施例1における窓11であってもよい。
【0030】
第1光源21は第1光211を含み、第2光源22は第2光221を含み、第1光211及び第2光221は窓11の第1立体配置分子及び第2立体配置分子を変換する任意の適切な光であってもよい。
【0031】
一実施例において、第1光211は中空光であり、第2光221は中実光であり、第1光211及び第2光221の照射方式はいずれも連続式又はパルス式であってもよい。第1光211の中心領域は中空領域であり、第1光211の周辺領域は光作用を抑制するための照射領域であり、第2光221は光作用のための照射領域である。第1光211及び第2光221が光変調システム23を通過すると、第1光211と第2光221とは同軸であり、部分的に重なる。変調された同軸の第1光211及び第2光221が窓11を照射し、窓11の作用により、第2光221の照射領域のうち第1光211と重ならない部分が窓11を通過する。第2光221が窓11を通過する部分は窓11を通過する前の部分よりも小さく、情報の読み書き、半導体製造、情報の伝送、光学顕微鏡などの分野に用いることができ、回折限界を突破する超解像技術を実現する。
【0032】
第1光211は単一の中空光又は複数の中空光のアレイを含む。第1光211の単一の中空光の中央中空領域はナノスケールであり、ナノスケールの選択可能な範囲は0~10nm、10~20nm、20~30nm、30~40nm、40~50nm、50~60nm、60~70nm、70~80nm、80~90nm、90~100nm、100~110nm、110~120nm、120~130nm、130~140nm、140~150nm、150~160nm、160~170nm、170~180nm、180~190nm又は190~200nmである。
【0033】
第2光221は単一の中実のガウシアンビーム又は個別にスイッチ制御可能な複数のガウシアンビームのアレイを含み、第2光221の単一のビームはいずれも第1光211の対応する中空光の中央中空中心と同軸であり、第2光221の単一のビームの照射範囲は第1光211の単一のビームの照射領域を超えない。
【0034】
(実施例5)
本実施例は、光学方法を提供し、
光吸収制御可能な互変異性分子を含む窓11に第1光を照射し、第1光領域31を形成する工程と、
窓11に第2光を照射し、第2光領域32を形成する工程と、を含む。ここで、第1光領域31と第2光領域32とは部分的に重なる。第1光領域31内に、第1光領域31と第2光領域32とが重なる部分を含み、光吸収制御可能な互変異性分子は第1立体配置分子である。第2光領域32の非重なり部分において、光吸収制御可能な互変異性分子は第1立体配置分子から第2立体配置分子に変換される。第1立体配置分子の第1光の吸収率はその第2光の吸収率よりも低く、第2立体配置分子の第2光の吸収率はその第1光の吸収率よりも低い。第2光領域32の非重なり部分は第2光の回折限界よりも小さい。
【0035】
第1光は中空光であり、第2光は中実光であり、第1光及び第2光の照射方式はいずれも連続式又はパルス式であってもよい。
図3に示すように、第1光領域31の中心領域は中空領域であり、第1光領域31の周辺領域は光作用を抑制するための照射領域であり、第2光領域32は光作用のための照射領域である。第1光領域31と第2光領域32とは同軸であり、部分的に重なる。本実施例では、第2光の回折限界により第1光がない場合に第2光領域32の非重なり部分が生じ得ない場合、第2光領域32の非重なり部分は第2光の回折限界よりも小さい。第2光領域32の非重なり部分が第2光の回折限界よりも小さいとは以下のように定義され、第2光領域32の非重なり部分とは、窓11に第2光のみが照射され、第1光が照射されない領域をいう。
【0036】
具体的には、第1光は単一の中空光又は複数の中空光のアレイを含み、第1光の単一の中空光の中央中空領域はナノスケールであり、ナノスケールの選択可能な範囲は0~10nm、10~20nm、20~30nm、30~40nm、40~50nm、50~60nm、60~70nm、70~80nm、80~90nm、90~100nm、100~110nm、110~120nm、120~130nm、130~140nm、140~150nm、150~160nm、160~170nm、170~180nm、180~190nm又は190~200nmである。
【0037】
具体的には、第2光は単一の中実のガウシアンビーム又は個別にスイッチ制御可能な複数のガウシアンビームのアレイを含み、第2光の単一のビームはいずれも第1光の対応する中空光の中央中空中心と同軸であり、第2光の単一のビームの照射範囲は第1光の単一のビームの照射領域を超えない。
【0038】
(実施例6)
本実施例は、実施例4の光学方法を含む実施例3の光記憶媒体に対して情報の読み取り及び情報の書き込みを行うための光記憶方法を提供する。
【0039】
情報の書き込み操作を行う際には、中空光及び中実光は光記憶媒体の窓11に作用し、窓11内の光吸収制御可能な互変異性分子に作用する。第1光領域31の照射領域下の光吸収制御可能な互変異性分子は第2光の光子エネルギーを吸収する吸収状態にあり、中空光と中実光との重なり部分では中空光の方が中実光よりも強く作用するため、中空光の照射領域下で光吸収制御可能な互変異性分子が常に中実光の光子エネルギーを吸収可能な状態にあることを保証し、第1光を遮断する窓閉状態を形成し、第1光が光感応部12に到達できないようにする。本実施例において、窓閉状態とは、励起光が窓11に照射されることにより、窓11がある波長の励起光に対して不透明となり、当該波長の光が窓11を透過できなくなり、光感応部12に作用する励起光のスポットサイズを制限できる状態をいう。
【0040】
中空光の中央中空領域は中空光の光子作用を有しないため、第1光領域31の中央中空領域は第2光を吸収できず、第2光を吸収しない窓開状態を形成し、第2光は窓11を通して光感応部12に作用し、光感応部12における光感応記録成分を活性化し、第2光の光子エネルギーを吸収し、光記録情報ドットを生成する。活性化された光感応記録成分は読み取りの際に、別の波長の励起光の作用下で蛍光を発することができ、励起光と発した蛍光がいずれも窓11を透過でき、情報の書き込み及び読み取りを実現する。本実施例において、窓開状態とは、励起光が窓11に照射されることにより、窓11がある波長の励起光に対して透明となり、当該波長の光が窓11を透過して光感応部12に作用し、かつ情報の書き込み又は読み取りを行うことができる状態をいう。
【0041】
本実施例において、光記憶方法は2つの実施方法を含み、
第1、第1光の照射を受け、第1光領域31の照射領域内で第2立体配置分子の生成を抑制し、第1光領域31の中央中空領域は抑制作用を有しない。
第2光の照射を受け、窓11内の第1立体配置分子は第1光と重なる領域内の第2光を吸収し続け、第2光が窓11を透過することを抑制し、第1光領域31の中央中空領域において、第2光領域32は窓11内の第1立体配置分子を第2立体配置分子に変換した後、窓11を通して光感応部12に作用する。
第2、第1光の照射を受け、第1光領域31の照射領域内で、窓11内の第2立体配置分子は第1光を吸収し続けた後、第1立体配置分子に変換され、第1光領域31の中央中空領域において窓11は依然として第2立体配置分子である。
第2光の照射を受け、窓11内の第1立体配置分子は第1光と重なる領域内の第2光を吸収し続け、第2光が窓11を透過することを抑制する。第1光領域31の中央中空領域において、第2光は窓11内の第2立体配置分子を通して光感応部12に作用することができる。光感応部12における光感応記録成分は第2光にのみ感応し、第2光の光子エネルギーを吸収した後に安定して記録可能な信号ドットを生成する。
【0042】
第1の光記憶方法を例にとると、光記憶媒体が単層両面読取媒体である場合、
光記憶媒体は窓11と光感応部12とからなり、窓11の材料は1,2-ビス(5,5’-ジメチル-2,2’-ジチエニル)ヘキサフルオロシクロペンテンであり、光感応部12の材料は4,4’ビス(ジフェニルアミノ-トランス-スチリル)ビフェニルである。窓11は分子スイッチタイプの材料であり、開環の形で保持されている。開環構造は325nmの光を吸収して照射されると、閉環構造の異性体に変換され、閉環構造は633nmの光を吸収して照射されると、開環構造の異性体に変換される。書込光20は中心に同心の中空ビーム及びガウシアンビームを重ねたものを用い、中空ビームは波長633nm、ガウシアンビームは波長325nmである。書込光20は窓11にピンホールを形成するので、ピンホールの範囲内でのみガウシアン光は窓11に吸収されない。325nmのガウシアン光は窓11を透過した後に光感応部12に照射される。光感応部12の材料はガウシアン光を吸収した後に材料の特性が変化し、記録ドットを生成する。読取光10は中心に同心の中空ビーム及びガウシアンビームを重ねたものを用い、中空ビームは波長633nm、ガウシアンビームは波長335nmである。したがって、中空光の照射領域の記録ドットは蛍光を発せず、ガウシアン光の照射領域の記録ドットは蛍光を発することで、情報の読み取りを実現する。
【0043】
光記憶媒体が単層2点両面読取媒体である場合、
書込光20及び読取光10は光感応部12の両側に位置する窓11に1本ずつあり、単層両面読取媒体構造の光記憶方法と同様の原理により、光感応部12の上半分と下半分の両方に記録ドットを生成し、2層の記録ドットを形成する。
【0044】
上述のように、本発明の提供する窓、媒体及び光記憶方法は、以下の有益な効果の少なくとも1つを有し、
第1、本発明は光感応部の材料に対する要求が従来技術よりも低く、長期的に安定し、高い2光子吸収断面を有する分子スイッチ材料を見つける必要がなく、必要な性質が複雑な材料を2つの単純な材料に分け、選択範囲が大幅に向上する。
第2、本発明は2ビーム超解像光学原理を採用し、窓と合わせて超解像技術を実現し、新規な2ビーム超解像実現方法を提案する。
第3、本発明を光記憶に用いると、長期的に安定した光記憶を実現でき、光感応部の材料がより安定する。
第4、本発明を光記憶に用いると、多層の情報の書き込み及び読み取りを実現でき、かつ良好な信号対雑音比を得ることができる。
【0045】
本発明は、従来技術における種々の欠点を効果的に克服し、高い産業利用価値を有する。
【0046】
上記実施例は、本発明の原理及びその効果を例示的に説明するためのものにすぎず、本発明を限定するものではない。当業者は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、上記実施例を修飾又は変更することができる。したがって、当業者であれば、本発明の開示された精神及び技術的思想から逸脱することなく行うことができる全ての等価な修飾又は変更は、本発明の特許請求の範囲によって包含されるものとする。
【符号の説明】
【0047】
1 媒体、
11 窓、
12 光感応部、
21 第1光源、
211 第1光、
22 第2光源、
221 第2光、
31 第1光領域、
32 第2光領域、
10 書込光、
20 読取光。
【国際調査報告】