JPH03100545A - 光ゲート型光化学ホールバーニングメモリ - Google Patents
光ゲート型光化学ホールバーニングメモリInfo
- Publication number
- JPH03100545A JPH03100545A JP1237033A JP23703389A JPH03100545A JP H03100545 A JPH03100545 A JP H03100545A JP 1237033 A JP1237033 A JP 1237033A JP 23703389 A JP23703389 A JP 23703389A JP H03100545 A JPH03100545 A JP H03100545A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- molecules
- memory
- recording medium
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
- Optical Record Carriers And Manufacture Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、記録密度が高い波長多重光記録に係り、特に
光化学ホールバーニング現象を用いた光記録方法に関す
るものである。
光化学ホールバーニング現象を用いた光記録方法に関す
るものである。
将来の高密度光記録方法の一つとしてホールパニング現
象を利用したＰＨＢメモリ （Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｈｏｌｅ ｂｕｒｎｉ
ｎｇ ｍｅｍｏｒｙ）があり。
象を利用したＰＨＢメモリ （Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｈｏｌｅ ｂｕｒｎｉ
ｎｇ ｍｅｍｏｒｙ）があり。
近年、国内外において活発に研究が行われている。
上記ＰＨＢメモリは、１９７８年にＩＢＭより提案され
（特開昭５３−９９７３５号公報）従来の光記録方法に
比べ約１０００倍径度の大幅な記録密度の向上が期待さ
れる波長多重光メモリである。その原理について以下に
説明する。
（特開昭５３−９９７３５号公報）従来の光記録方法に
比べ約１０００倍径度の大幅な記録密度の向上が期待さ
れる波長多重光メモリである。その原理について以下に
説明する。
光化学的に活性な分子が低温の固体マトリックス中に置
かれたとき、その吸収スペクトルは分子が置かれている
環境の微妙な違いを反映し、第２図（ａ）に示すような
不均一なスペクトル幅を示す。
かれたとき、その吸収スペクトルは分子が置かれている
環境の微妙な違いを反映し、第２図（ａ）に示すような
不均一なスペクトル幅を示す。
上記スペクトル内の特定の波長λ１において、線幅が狭
い高強度のレーザ光を照射することにより、上記λｌに
共鳴する分子だけが光を吸収し、励起状態を経由して初
めの基底状態とは異なる準安定な状態へと移る。この準
安定状態形成のメカニズムとしては、（１）光吸収によ
る分子内および分子間のプロトン移動、（２）光吸収に
よるマトリックス中の分子の配向変化、（３）光吸収に
よる分子の構造変化、光解離などが考えられている。
い高強度のレーザ光を照射することにより、上記λｌに
共鳴する分子だけが光を吸収し、励起状態を経由して初
めの基底状態とは異なる準安定な状態へと移る。この準
安定状態形成のメカニズムとしては、（１）光吸収によ
る分子内および分子間のプロトン移動、（２）光吸収に
よるマトリックス中の分子の配向変化、（３）光吸収に
よる分子の構造変化、光解離などが考えられている。
上記準安定状態を保持すると、第２図（ｂ）に示すよう
に、光照射した波長λ１においてだけ吸収強度の減少が
見られ、吸収スペクトル上に鋭いスペクトル幅を示すホ
ールとして観測できる。さらに第２図（Ｑ）に示すよう
に光照射する波長を順次λ２．λ３．・・・と変えてホ
ールを形成すれば、波長多重光メモリが形成できる。
に、光照射した波長λ１においてだけ吸収強度の減少が
見られ、吸収スペクトル上に鋭いスペクトル幅を示すホ
ールとして観測できる。さらに第２図（Ｑ）に示すよう
に光照射する波長を順次λ２．λ３．・・・と変えてホ
ールを形成すれば、波長多重光メモリが形成できる。
通常、上記ＰＨＢメモリの書き込み方法は１光子光化学
過程を利用しているため、書き込み時のレーザ光強度に
対するホール形成効率は明確なしきい値を示さない。そ
のため上記書き込み過程と同様な１光子過程を用いてい
る記録の読み出しの際に、既に記録されているＰＨＢメ
モリ（ホール）を破壊してしまう可能性があると考えら
れている。
過程を利用しているため、書き込み時のレーザ光強度に
対するホール形成効率は明確なしきい値を示さない。そ
のため上記書き込み過程と同様な１光子過程を用いてい
る記録の読み出しの際に、既に記録されているＰＨＢメ
モリ（ホール）を破壊してしまう可能性があると考えら
れている。
このような問題点を回避するため、Ｈ，Ｗ、Ｈ・リー（
Ｌｅｅ）らは、ホウ酸ガラス中埋め込んだカルバゾール
分子（第３図（ａ）を用い、２波長光ゲート型ＰＨＢメ
モリを考案した。［ケミカルフィジックス レターズ
第１１８巻、第６１１頁、１９８５年（Ｃｈｅ＋＊、ｐ
ｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、、１１８６１１（１９８５）］。
Ｌｅｅ）らは、ホウ酸ガラス中埋め込んだカルバゾール
分子（第３図（ａ）を用い、２波長光ゲート型ＰＨＢメ
モリを考案した。［ケミカルフィジックス レターズ
第１１８巻、第６１１頁、１９８５年（Ｃｈｅ＋＊、ｐ
ｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、、１１８６１１（１９８５）］。
すなわち、第３図（ｂ）に示すようにＰＨＢメモリの基
本となるカルバゾール分子の光化学反応を通常と同じ最
低励起−主項状態への１光子（波長λｌ）光吸収過程以
外に、光ゲートとして別の波長（λ２）で起こる同じカ
ルバゾール分子の励起三重項状態間の光吸収過程を付は
加えることによって上記カルバゾールの光化学反応を効
率よく制御できるとしている。
本となるカルバゾール分子の光化学反応を通常と同じ最
低励起−主項状態への１光子（波長λｌ）光吸収過程以
外に、光ゲートとして別の波長（λ２）で起こる同じカ
ルバゾール分子の励起三重項状態間の光吸収過程を付は
加えることによって上記カルバゾールの光化学反応を効
率よく制御できるとしている。
上記のように、ＰＨＢメモリに光ゲート機構を保持させ
ようとする研究が活発に行われている。
ようとする研究が活発に行われている。
しかしながら、これらすべての研究は、ＰＨＢメモリを
担う記録分子（例えばカルバゾール分子）の段階的な２
光子吸収の過程を利用しているものである。しかしこの
ような１分子の段階的２光子過程によってＰＨＢメモリ
の基本である光化学反応にゲート機構を誘起できる分子
は極めて少ないのが現状である。
担う記録分子（例えばカルバゾール分子）の段階的な２
光子吸収の過程を利用しているものである。しかしこの
ような１分子の段階的２光子過程によってＰＨＢメモリ
の基本である光化学反応にゲート機構を誘起できる分子
は極めて少ないのが現状である。
本発明の目的は、ＰＨＢメモリを担う記録分子の段階的
な２光子吸収を行わずに、通常用いられている記録分子
を用いた２波長光ゲート型Ｐ ＨＢメモリを提供するこ
とである。
な２光子吸収を行わずに、通常用いられている記録分子
を用いた２波長光ゲート型Ｐ ＨＢメモリを提供するこ
とである。
上記目的は、ＰＨＢメモリを担う記録分子と光吸収波長
の領域が異なり、かつ光吸収により形成される励起状態
の酸解離定数が光吸収前の基底状態のそれと異なる分子
（以降ゲート分子という）を、上記記録分子と混合して
なるＰＨＢメモリ媒体に、記録の書き込みおよび読み出
しに用いる記録分子が吸収する波長の光以外に、ゲート
分子が吸収する波長の光を、０Ｎ−ＯＦＦ操作すること
によって達成される。
の領域が異なり、かつ光吸収により形成される励起状態
の酸解離定数が光吸収前の基底状態のそれと異なる分子
（以降ゲート分子という）を、上記記録分子と混合して
なるＰＨＢメモリ媒体に、記録の書き込みおよび読み出
しに用いる記録分子が吸収する波長の光以外に、ゲート
分子が吸収する波長の光を、０Ｎ−ＯＦＦ操作すること
によって達成される。
記録媒体中に混合するゲート分子として、一般に、−Ｃ
ＯＯＨ，−ＯＨ，−ＮＨｘ、−ＮＯ’ｘｒ−５ＯａＨ，
−Ｐ０８Ｈ２または、 ＣＯＯＣＨ３゜−ＯＣＨ３，−
ＮＨＣＨａ、−Ｎ（ＣＨａ）２．−３ＯｓＣｔｌａ＋−
ＰＯｓＨＣＨｓｔ−ＰＯａ（ＣＨａ）ｚのような官能基
を持つ芳香族化合物、又はこのような芳香族化合物を側
鎖に持つ高分子があげられる。
ＯＯＨ，−ＯＨ，−ＮＨｘ、−ＮＯ’ｘｒ−５ＯａＨ，
−Ｐ０８Ｈ２または、 ＣＯＯＣＨ３゜−ＯＣＨ３，−
ＮＨＣＨａ、−Ｎ（ＣＨａ）２．−３ＯｓＣｔｌａ＋−
ＰＯｓＨＣＨｓｔ−ＰＯａ（ＣＨａ）ｚのような官能基
を持つ芳香族化合物、又はこのような芳香族化合物を側
鎖に持つ高分子があげられる。
上記ゲート分子は、光励起によりその励起状態の寿命の
範囲内で、基底状態とは異なる酸性度を示すことが知ら
れている。このようなゲート分子が混在しているＰＨＢ
メモリ媒体においては、ゲート分子を光励起することに
より記録媒体の酸性度は変化し、ＰＨＢメモリの記録メ
カニズムの１つであるプロトン移動（水素結合の光再配
位）の活性化エネルギーを大幅に変化させることができ
る。すなわち、記録媒体の酸性度を光照射によす調節す
ることによって、記録の書き込み効率を制御することが
できる。
範囲内で、基底状態とは異なる酸性度を示すことが知ら
れている。このようなゲート分子が混在しているＰＨＢ
メモリ媒体においては、ゲート分子を光励起することに
より記録媒体の酸性度は変化し、ＰＨＢメモリの記録メ
カニズムの１つであるプロトン移動（水素結合の光再配
位）の活性化エネルギーを大幅に変化させることができ
る。すなわち、記録媒体の酸性度を光照射によす調節す
ることによって、記録の書き込み効率を制御することが
できる。
このような光励起による酸性度の変化（よ、ゲート分子
の種類によって異なる。例えば、フェノール（化学ａ；
ＣｅＨ５０Ｈ）の場合、紫外線により励起されるππ
本最低励起−重項状態の酸性度１よ、基底状態のそれよ
りも増加するが、一方、安息香酸（Ｃａ Ｈｓ ＣＯＯ
Ｈ）に代表される芳香族カルボン酸のππ傘最低励起−
重項状態では、基底状態よりも酸性が低下することが知
られている［プログレス イン リアクション 力イネ
テイクス第５巻第５チャプタ（Ｐｒｏｇ、Ｒｅａｃｔ、
Ｋｉｎｅｔ、 、Ｖｏ Ｑ ５Ｃｈａｐ５．１９７１）
］。したがって、記録を担う分子の性質に合わせて、最
適なゲート分子を選択することにより、ＰＨＢモリにゲ
ート機能を付与することができる。
の種類によって異なる。例えば、フェノール（化学ａ；
ＣｅＨ５０Ｈ）の場合、紫外線により励起されるππ
本最低励起−重項状態の酸性度１よ、基底状態のそれよ
りも増加するが、一方、安息香酸（Ｃａ Ｈｓ ＣＯＯ
Ｈ）に代表される芳香族カルボン酸のππ傘最低励起−
重項状態では、基底状態よりも酸性が低下することが知
られている［プログレス イン リアクション 力イネ
テイクス第５巻第５チャプタ（Ｐｒｏｇ、Ｒｅａｃｔ、
Ｋｉｎｅｔ、 、Ｖｏ Ｑ ５Ｃｈａｐ５．１９７１）
］。したがって、記録を担う分子の性質に合わせて、最
適なゲート分子を選択することにより、ＰＨＢモリにゲ
ート機能を付与することができる。
また上記メカニズムは、小素結合の光再配位現象を記録
の基本としているキニザリンやナフタザリンなどの分子
を記録分子とする場合に特に有効である。
の基本としているキニザリンやナフタザリンなどの分子
を記録分子とする場合に特に有効である。
次に本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は本発明による２波長光ゲート型光化学ホールバ
ーニングメモリの一実施例を示す図である。
ーニングメモリの一実施例を示す図である。
第１図（ａ）に化学式を示す１，４−ジヒドロアントラ
キノン（通称キニザリン、以下ＤＡＱと略す）及び（ｂ
）に化学式を示すメトキシ安息香酸（以下ＭＢＡと略す
）をそれぞれ１ｘ ＩＱ−３Ｍ。
キノン（通称キニザリン、以下ＤＡＱと略す）及び（ｂ
）に化学式を示すメトキシ安息香酸（以下ＭＢＡと略す
）をそれぞれ１ｘ ＩＱ−３Ｍ。
１×１０″’４Ｍの濃度でポリメチルメタアクリレート
（以下ＰＭＭＡと略す）に分散させた記録媒体を作製し
、４．２Ｋ に保存した。
（以下ＰＭＭＡと略す）に分散させた記録媒体を作製し
、４．２Ｋ に保存した。
初めに波長可変色素レーザを用いて、ＤＡＱの不均一幅
である４５０〜５５０ｎｍの吸収帯にプロトン移動に基
づ＜ＰＨＢメモリの光記録を行った。それが（ｃ）に示
すホールからなるスペクトルである。なおこの場合のレ
ーザ光強度及び照射時間は、２ｍＷ、５分／ホールであ
る。
である４５０〜５５０ｎｍの吸収帯にプロトン移動に基
づ＜ＰＨＢメモリの光記録を行った。それが（ｃ）に示
すホールからなるスペクトルである。なおこの場合のレ
ーザ光強度及び照射時間は、２ｍＷ、５分／ホールであ
る。
次に、ゲート分子として導入したＭＢＡの吸収する光（
ゲート用の光）として、２８０ｎｍの紫外線（５ｍＷ）
を取射しながら同時に上記と同じレーザ強度、照射時間
でＤＡＱの不均一幅にＰＨ８メモリの書き込みを行った
。その結果、ＤＡＱの吸収帯に形成したＰ ＨＢメモリ
のホール深さが（ｄ）に示すように、紫外線照射がない
（Ｃ）の場合に比べてホールが深く刻み込まれており、
ＰＨ８メモリの書き込み効率が大幅に向上しているのが
確認できた。
ゲート用の光）として、２８０ｎｍの紫外線（５ｍＷ）
を取射しながら同時に上記と同じレーザ強度、照射時間
でＤＡＱの不均一幅にＰＨ８メモリの書き込みを行った
。その結果、ＤＡＱの吸収帯に形成したＰ ＨＢメモリ
のホール深さが（ｄ）に示すように、紫外線照射がない
（Ｃ）の場合に比べてホールが深く刻み込まれており、
ＰＨ８メモリの書き込み効率が大幅に向上しているのが
確認できた。
本発明の方法により、ＰＨＢメモリに光ゲート機構をも
たせることができ、既に書き込まれている記録を破壊す
ることなく、記録の読み出しが可能になった。
たせることができ、既に書き込まれている記録を破壊す
ることなく、記録の読み出しが可能になった。
第１図は、本発明による２波長光ゲート型光化学的ホー
ルバーニングメモリの一実施例を示す図であり、（ａ）
は記録を担う色素分子の化学式を示す図、（ｂ）は記録
媒質中に混在しているゲート機構を担うゲート分子の化
学式を示す図、（Ｃ）は通常の記録方法によるＰＨＢメ
モリパターンを示すスペクトル図、（ｄ）は紫外線照射
と同時に記録の書き込みを行った場合のＰＨＢメモＩＪ
）＜ ９−ンを示すスペクトル図である。 第２図は、従来のＰＨＢメモリの基本原理を説明する図
で、（ａ）は光化学的に活性な分子の吸収スペクトル図
、（ｂ）はレーザ光照射によるホールバーニングを示す
吸収スペクトル図、（Ｃ）は光照射波長を変えてホール
を形成した波長多重光メモリをそれぞれ示す図である。 第３図は、１分子の２光子過程を利用した光ゲート型Ｐ
ＨＢメモリを説明する図で、（ａ）は記録を担う色素分
子の化学式を示す図、（ｂ）は該色素分子の電子状態の
レベルを示す図である。 第２図中のλ１．λ２．λ３．λ番は、それぞれ記録の
書き込みに用いるレーザ光の波長を示す。 第３図中のｓＯ，Ｓｌは、それぞれ基底（−重項）状態
、最低励起−重項状態を示す。またＴ ｔ ｒ Ｔ ｎ
はそれぞれ最低励起三重項状態、第ｎ励起三重項状態を
示す、λ６は記録の書き込み、及び読み出しに用いるレ
ーザ光の波長を示し、λＢは書き込拓 ２ 図 （久） １・ （し） ふ及 表 （Ｃ） ム ヱ瓦 表 第 １図 後 長 （Ａ餓） 第 図 （α）
ルバーニングメモリの一実施例を示す図であり、（ａ）
は記録を担う色素分子の化学式を示す図、（ｂ）は記録
媒質中に混在しているゲート機構を担うゲート分子の化
学式を示す図、（Ｃ）は通常の記録方法によるＰＨＢメ
モリパターンを示すスペクトル図、（ｄ）は紫外線照射
と同時に記録の書き込みを行った場合のＰＨＢメモＩＪ
）＜ ９−ンを示すスペクトル図である。 第２図は、従来のＰＨＢメモリの基本原理を説明する図
で、（ａ）は光化学的に活性な分子の吸収スペクトル図
、（ｂ）はレーザ光照射によるホールバーニングを示す
吸収スペクトル図、（Ｃ）は光照射波長を変えてホール
を形成した波長多重光メモリをそれぞれ示す図である。 第３図は、１分子の２光子過程を利用した光ゲート型Ｐ
ＨＢメモリを説明する図で、（ａ）は記録を担う色素分
子の化学式を示す図、（ｂ）は該色素分子の電子状態の
レベルを示す図である。 第２図中のλ１．λ２．λ３．λ番は、それぞれ記録の
書き込みに用いるレーザ光の波長を示す。 第３図中のｓＯ，Ｓｌは、それぞれ基底（−重項）状態
、最低励起−重項状態を示す。またＴ ｔ ｒ Ｔ ｎ
はそれぞれ最低励起三重項状態、第ｎ励起三重項状態を
示す、λ６は記録の書き込み、及び読み出しに用いるレ
ーザ光の波長を示し、λＢは書き込拓 ２ 図 （久） １・ （し） ふ及 表 （Ｃ） ム ヱ瓦 表 第 １図 後 長 （Ａ餓） 第 図 （α）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、光照射によりホールバーニング可能な物質に、該物
質と光吸収波長が異なる分子を混合してなる光記録媒体
を用い、上記分子の吸収する光を照射しながら上記光記
録媒体にホールバーニングに基づく記録の書き込みを操
作を行い、また上記分子の吸収する光を照射することな
しに、上記光記録媒体にホールバーニングされた記録の
読み出し操作を行うことを特徴とする光ゲート型光化学
ホールバーニングメモリ。 ２、光照射によりホールバーニング可能な物質に該物質
と光吸収波長が異なる分子を混合してなる光記録媒体を
用い、上記分子の吸収する光を照射することなしに、上
記光記録媒体にホールバーニングに基づく記録の書き込
み操作を行い、また上記分子の吸収する光を照射しなが
ら、上記光記録媒体にホールバーニングされた記録の読
み出し操作を行うことを特徴とする光ゲート型光化学ホ
ールバーニングメモリ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1237033A JPH03100545A (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | 光ゲート型光化学ホールバーニングメモリ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1237033A JPH03100545A (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | 光ゲート型光化学ホールバーニングメモリ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03100545A true JPH03100545A (ja) | 1991-04-25 |
Family
ID=17009402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1237033A Pending JPH03100545A (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | 光ゲート型光化学ホールバーニングメモリ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03100545A (ja) |
-
1989
- 1989-09-14 JP JP1237033A patent/JPH03100545A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4101976A (en) | Frequency selective optical data storage system | |
| KR101716500B1 (ko) | 광 데이터 저장 매체 및 그의 사용 방법 | |
| EP1090391A4 (en) | MULTILAYER PHOTOCHROMIC OPTICAL DATA DISK | |
| KR20050089816A (ko) | 광학 정보 기록 매체 | |
| WO1998028739A1 (en) | Photochemical generation of stable fluorescent amines from peri-phenoxiderivatives of polycyclic p-quinones | |
| JPH03100545A (ja) | 光ゲート型光化学ホールバーニングメモリ | |
| JP2004531849A (ja) | 蛍光液晶光学メモリとその記録／読出システム | |
| US4855951A (en) | Method for erasing recording in a PHB memory | |
| Liu et al. | Nonvolatile two-color holographic recording in nondoped near-stoichiometric lithium tantalate crystals with continuous-wave lasers | |
| JP4368622B2 (ja) | メモリ素子 | |
| JPS63106941A (ja) | 光記録消去方法 | |
| JPS63308732A (ja) | 光記録消去方法 | |
| JP2771231B2 (ja) | 消去可能な光学情報記録媒体および情報の記録・消去方法 | |
| Dvornikov et al. | Write, read, and erase materials for 3D optical memory devices | |
| JPH0223335A (ja) | 光ゲーテッドｐｈｂ記録媒体 | |
| JPH0348843A (ja) | 光学記録媒体およびその製造方法 | |
| Zhang et al. | A new system of photon-gated persistent spectral hole burning material for frequency-domain optical storage | |
| JP4542002B2 (ja) | メモリ素子 | |
| Dvornikov et al. | Advances in 3D two-photon optical storage devices | |
| JP2933741B2 (ja) | 光記録媒体 | |
| JP2006091824A (ja) | メモリ素子及び画像処理方法 | |
| JPS62284785A (ja) | 光学的情報記録装置 | |
| JPH0550757A (ja) | 光記録方法 | |
| Braeuchle et al. | Optical storage properties of bacteriorhodopsin | |
| JP2653034B2 (ja) | 波長多重記録媒体の情報消去方法 |