存储全息数据的方法和得自该方法的具有提高的数据存储寿命的制品技术

本发明专利技术提供存储全息数据的方法，所述方法包括：提供包含光化学活性染料的光学透明基底；利用全息干涉图案照射所述光学透明基底，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所述基底的体积元素内将所述光化学活性染料的至少一些转化为光产物，并在被照射的体积元素内产生相应于所述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；和活化所述光学透明基底，从而在剩余的光化学活性染料中形成连接到硝酮氧的分子内氢键，从而使光学可读数据稳定化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】存储全息数据的方法和 得自该方法的具有提高的数据存储寿命的制品
技术介绍
本申请涉及存储全息数据的方法。此外，本申请涉及得自该方法的具 有提高的数据存储寿命的全息数据存储介质和制品。全息存储是全息图形式的数据存储，所述全息图是通过两束光的交会 在光敏介质中产生的三维干涉图的图像。包含数字编码数据的信号光束与 参比光束叠加，从而在介质体积范围内形成千涉图，导致化学反应，所述 化学反应改变或调节介质的折射率。这种调节用于以全息图的形式记录来 自信号的强度和相位信息。然后可通过将存储介质仅暴露于参比光束而取 回该全息图，参比光束与存储的全息数据相互作用产生再现的信号光束， 其与用于存储全息图像的初始信号光束成比例。因此，在全息数据存储中， 数据通过三维干涉图而遍布介质的整个体积存储。每个全息图的任何地方都可含有1至1 x 106或更多比特的数据。全息存储相对于基于表面的存储格式(包括CD或DVD)的一个明显优点是，可使 用多路复用技术(例如通过改变信号和/或参比光束角度、波长或介质位置) 将大量的全息图以重叠的方式存储在光敏介质的相同体积内。但是，将全 息存储作为可行技术实现的主要障碍是开发可靠的和经济上可行的存储介质。早期的全息存储介质使用无机光折射晶体，例如掺杂的或不掺杂的铌 酸锂(LiNb03),其中入射光使折射率改变。这些折射率的改变是由于光-诱导的建立和接下来的电子诱捕，导致产生感生内电场，其通过线型电光 效应(linear electro-optic effect)最终改变折射率。但是，LiNb03是昂贵的， 显示出相对较差的功效，会经时褪色，并需要厚晶体来观察折射率的任何 显著改变。因此，需要改善的全息数据存储方法和能够借以获得提高的全息数据 存储能力的材料。此外，也需要提高存储的全息数据的寿命的方法，从而 使得例如数据不被热擦除，或者当环境光入射到数据存储介质时不被擦除，或者在读取过程中不被擦除。
技术实现思路
本专利技术公开在具有提高的数据存储寿命的存储介质中存储全息数据的 方法，和z使用该方法制造的制品。一方面，本专利技术提供存储全息数据的方法，所述方法包括 步骤(A)提供包含具有结构式(I)的光化学活性染料的光学透明基底，<formula>formula see original document page 9</formula>其中W和RS独立地为C广C3o脂肪族基团、CrC3o脂环族基团，或C2-C30 芳族基团；112是氢、d-Qo脂肪族基团、C3-C3o脂环族基团，或(:2《3()芳族 基团；和基团Ri和RS中的至少一个包括邻近硝酮氧的基团其中X每次出现时独立地为氧原子、氮原子、硫原子或硒原子；pi是 有机保护基团，和a是1或2;步骤(B)利用全息干涉图案照射所述光学透明基底，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所述基底的体积元素内将 所述光化学活性染料的至少 一些转化为光产物，并在被照射的体积元素内 产生相应于所述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)活化所述光学透明基底，从而在剩余的光化学活性硝酮染料 中形成连接到硝酮氧的分子内氢键，从而使光学可读数据稳定化。另一方面，本专利技术提供存储全息数据的方法，所述方法包括步骤(A)提供包含具有结构式(VI)的光化学活性硝酮的光学透明基底，'X-(p')i<formula>formula see original document page 10</formula>其中R^是Q-C3o脂肪族基团、C3-C3o脂环族基团或CrQK)芳族基团； R是氢、C广C3o脂肪族基团、CrC3o脂环族基团或C2-C3o芳族基团；P1是有 机保护基团；W是面素、硝基、羟基、d-C3o脂肪族基团、C3-C3o脂环族基 团或C2-C3o芳族基团；和b为0 4的整数，包括端点；步骤(B)利用全息干涉图案照射所述光学透明基底，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所述基底的体积元素内将 所述光化学活性硝酮的至少 一些转化为光化学活性硝酮的光产物，并在被 照射的体积元素内产生相应于所述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；和步骤(C)活化所述光学透明基底，从而在剩余的光化学活性硝酮染料 中形成连接到硝酮氧的分子内氢键，从而使光学可读数据稳定化。又一方面，本专利技术提供光学写入/读取方法，所述方法包括步骤(A)利用全息千涉图案照射包含具有结构式(I)的光化学活性染料 的光学透明基底，<formula>formula see original document page 10</formula>其中Ri和R独立地为C广C3o脂肪族基团、C3-C3o脂环族基团或C2-C芳族基团；R是氢、C广C30脂肪族基团、C3-C30脂环族基团或C2-C30芳族基团；和基团W和R 中的至少一个包括邻近硝酮氧的基团 —匿X-(P、其中X每次出现时独立地为氧原子、氮原子、硫原子或硒原子；？1是 有机保护基团，和a为1或2;其中所述图案具有第一波长和强度，所述 第一波长和强度都足以在所述基底的体积元素内将所述光化学活性染料的至少一些转化为光产物，并在被照射的体积元素内产生相应于所述全息干 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；其中所述全息干涉图案通过同时用第一波长的两束干涉光束照射所述光学透明基底而产生；步骤(B)活化所述光学透明基底，从而在剩余的光化学活性硝酮染料 中形成连接到硝酮氧的分子内氢键，从而使光学可读数据稳定化；和步骤(C)用读取光束照射该光学透明基底，并通过探测衍射光而读取 所述光学可读数据。另一实施方式中，本专利技术提供数据存储介质，其包括光学透明塑料；和具有结构式(i)的光化学活性染料o其中R'和RS独立地为C广C3o脂肪族基团、CVC3o脂环族基团或C2-C30 芳族基团；112是氢、CVC3o脂肪族基团、C3-C3o脂环族基团或C2-Qo芳族基 团；和基团R'和R中的至少一个包括邻近硝酮氧的基团國—陽X-(P、其中X每次出现时独立地为氧原子、氮原子、硫原子或硒原子；P'是 有机保护基团，和a为l或2。在又一实施方式中，本专利技术提供数据存储介质，在该介质内存储至少 一种光学可读数据，所述数据存储介质包括光学透明塑料；具有结构式(I)的光化学活性染料，<formula>formula see original document page 11</formula>其中Ri和R 独立地为C广C30脂肪族基团、C3-C30脂环族基团或C2-C30芳族基团；112是氢、C广C3o脂肪族基团、CrC3o脂环族基团或C2-C3o芳族基 团；和基团W和R3中的至少一个包括邻近硝酮氧的基团—-X-(P、其中X每次出现时独立地为氧原子、氮原子、硫原子或硒原子；P'是 有机保护基团，和a为1或2;衍生自所述光化学活性染料的光产物；和衍生自所述光化学活性染料、所述光产物或其组合的光稳定产物； 其中所述光学可读数据以在所述光学透明基底的至少一个体积元本文档来自技高网...

【技术保护点】
存储全息数据的方法，所述方法包括：　步骤（Ａ）提供包含具有结构式（Ⅰ）的光化学活性染料的光学透明基底，　＊＊＊　Ⅰ　其中Ｒ↑［１］和Ｒ↑［３］独立地为Ｃ↓［１］－Ｃ↓［３０］脂肪族基团、Ｃ↓［３］－Ｃ↓［３０］脂环族基团 ，或Ｃ↓［２］－Ｃ↓［３０］芳族基团；Ｒ↑［２］是氢、Ｃ↓［１］－Ｃ↓［３０］脂肪族基团、Ｃ↓［３］－Ｃ↓［３０］脂环族基团，或Ｃ↓［２］－Ｃ↓［３０］芳族基团；和基团Ｒ↑［１］和Ｒ↑［３］中的至少一个包括邻近硝酮氧的基团　－－－－－ Ｘ－（ｐ↑［１］）↓［ａ］　其中Ｘ每次出现时独立地为氧原子、氮原子、硫原子或硒原子；Ｐ↑［１］是有机保护基团，和“ａ”是１或２；　步骤（Ｂ）利用全息干涉图案照射所述光学透明基底，其中该图案具有第一波长和强度，所述第一波长和强度都 足以在所述基底的体积元素内将所述光化学活性染料的至少一些转化为光产物，并在被照射的体积元素内产生相应于所述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）活化所述光学透明基底，从而在剩余的光化学活 性硝酮染料中形成连接到硝酮氧的分子内氢键，从而使光学可读数据稳定化。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-2-22 11/359,9581.存储全息数据的方法，所述方法包括步骤(A)提供包含具有结构式(I)的光化学活性染料的光学透明基底，其中R1和R3独立地为C1-C30脂肪族基团、C3-C30脂环族基团，或C2-C30芳族基团；R2是氢、C1-C30脂肪族基团、C3-C30脂环族基团，或C2-C30芳族基团；和基团R1和R3中的至少一个包括邻近硝酮氧的基团-----X-(p1)a其中X每次出现时独立地为氧原子、氮原子、硫原子或硒原子；P1是有机保护基团，和″a″是1或2；步骤(B)利用全息干涉图案照射所述光学透明基底，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所述基底的体积元素内将所述光化学活性染料的至少一些转化为光产物，并在被照射的体积元素内产生相应于所述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)活化所述光学透明基底，从而在剩余的光化学活性硝酮染料中形成连接到硝酮氧的分子内氢键，从而使光学可读数据稳定化。2. 权利要求1的方法，其中所述活化步骤包括以足以形成具有分子内 氢键的质子化硝酮的第二波长和强度使剩余的光化学活性硝酮染料光活 化。3. 权利要求1的方法，其中所述活化步骤包括以足以形成具有分子内 氢键的质子化硝酮的热能量使剩余的光化学活性硝酮染料热活化。4. 权利要求1的方法，其中所述活化步骤包括将剩余的光化学活性硝 酮染料暴露于其量足以形成具有分子内氢键的质子化硝酮的湿气中。5. 权利要求1的方法，其中所述活化步骤包括将剩余的光化学活性硝 酮染料暴露于其量足以形成具有分子内氢键的质子化硝酮的氧中。X画(P');6. 权利要求l的方法，其中所述光学透明基底是聚碳酸酯。7. 权利要求i的方法，其中所述光化学活性染料是具有结构式(n)的硝其中R'是d-Qo脂肪族基团、C3-C3o脂环族基团或C2-C3o芳族基团； R是氢、CrC3o脂肪族基团、CVC3o脂环族基团或C2-C3o芳族基团；X是氧 原子、氮原子、硫原子或硒原子；？1是有机保护基团；a是l或2; 114是卣素、硝基、羟基、CrC30脂肪族基团、C3-C30脂环族基团，或C2-C30芳族基团；和b为0 4的整数，包括端点。8.权利要求1的方法，其中所述光化学活性染料是具有结构式(m)的硝酮，其中W是氢，C广C3o脂肪族基团、C3-C30脂环族基团，或C2-C30芳族基团；X是氧原子、氮原子、硫原子或硒原子；P'是有机保护基团；a是 l或2; R是卣素、硝基、羟基、Q-C3o脂肪族基团、C3-C3o脂环族基团或 C2-C3o芳族基团；b为0 4的整数，包括端点；R5、 116和117每次出现时独立地为氢、卣素、C广C3o脂肪族基团、C3-C30脂环族基团，或C2-C30芳族基团；和n为0~4的整数，包括端点。9. 权利要求l的方法，其中所述光化学活性染料是芳族硝酮，其选自 邻-(叔丁氧基羰基氧基)苯基-N-苯基硝酮、邻-(2-硝基苄氧基)苯基-N-苯基硝 酮、邻-(三异丙基曱硅烷基氧基羰基氧基)苯基-N-苯基硝酮，及其组合。10. 权利要求l的方法，其中所述光产物是氧氮杂环丙烷。11. 权利要求1的方法，其中所述光产物是芳族氧氮杂环丙烷。12.权利要求ll的方法，其中所述芳族氧氮杂环丙烷具有结构式(IV)<formula>formula see original document page 4</formula>其中R是d-C30脂肪族基团、C3-C3o脂环族基团或C2-C30芳族基团；R是氢、C广C3o脂肪族基团、C3-C3o脂环族基团或C2-C3o芳族基团；X是氧 原子、氮原子、硫原子或硒原子；？1是有机保护基团；a为1或2; 114是卣素、硝基、羟基、C!-C30脂肪族基团、C3-C30脂环族基团或C2-C30芳族基团；和b为0 4的整数，包括端点。13.权利要求ll的方法，其中所述芳族氧氮杂环丙烷具有结构式(V)，<formula>formula see original document page 4</formula>其中R是氢、C广C3o脂肪族基团、C3-C30脂环族基团或CVC30芳族基团；X是氧原子、氮原子、硫原子或硒原子；？1是有机保护基团；a是1 或2; W是卣素、硝基、羟基、d-C3o脂肪族基团、CVC3o脂环族基团或CrC30 芳族基团；b为0 4的整数，包括端点；R5、 116和R卩每次出现时独立地为 氬、卣素、C广C3o脂肪族基团、C3-C3o脂环族基团或CVC3o芳族基团；和n ...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托夫G厄尔本，尤金P博登，史晓蕾，凯瑟琳L朗利，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]