光信息材料課件

概論光信息存儲技術是在激光光源出現(xiàn)以后開始發(fā)展起來的，由于它具有信息存儲密度高(比磁盤高幾百倍)，易于快速隨機存取，能存儲圖像與數(shù)字兩種信息等優(yōu)點，從20世紀70年代初展露頭角以來，得到世界各國的普遍重視。鈣鈦礦錳氧化物----巨磁電阻材料，用于高密度記錄讀出磁頭，使器件小型化、廉價化。2007年10月，法國科學家阿爾貝·費爾和德國科學家彼得·格林貝格爾因分別獨立發(fā)現(xiàn)巨磁阻效應而共同獲得2007年諾貝爾物理學獎。一臺1954年體積占滿整間屋子的電腦，和一個如今非常普通、手掌般大小的硬盤。正因為有了這兩位科學家的發(fā)現(xiàn)，單位面積介質存儲的信息量才得以大幅度提升。目前，根據(jù)該效應開發(fā)的小型大容量硬盤已得到了廣泛的應用。司空見慣的筆記本電腦、MP3、U盤等消費品，居然都閃爍著耀眼的科學光芒。

光信息存儲技術有全息存儲和逐點存儲兩種類型。全息存儲是利用全息照相原理將信息存儲在記錄介質中，讀出時通過光電探測器將光信號再轉變成電信號輸出。逐點存儲是通過受信號調制的激光束與記錄介質相互作用時產生的狀態(tài)變化(如熔化、相變)逐點記錄信號的，讀出時再用激光束投射到記錄介質表面，從反射光的強度變化中讀出信息。全息存儲所用的記錄介質稱為全息材料，逐點存儲所用的記錄介質對應于磁盤而被稱為光盤材料。2．1全息材料全息成像過程是利用光的干涉和衍射現(xiàn)象，在照相干板或膠片上以干涉條紋形式把圖像記錄下來，然后以光照射這種干板，就能以立體形式再現(xiàn)物體的原來圖像。由于它記錄了物體的全部信息(振幅和相位)，所以稱為全息照相術(Holography)

1．基本原理

全息照相述的基本原理2．全息過程的數(shù)學描述

R(xR，yR，zR)xyzO(x0，y0，z0)O(x，y，0)Or0I0rRIRH幾何分析圖全息圖的分類由相干光產生的全息圖二維全息圖吸收性全息圖菲涅爾全息圖透射型全息圖非漫射性物體全息圖漫射性物體全息圖反射型全息圖漫射性物體全息圖傅立葉變換全息圖用透鏡的傅立葉變換全息圖不用透鏡的傅立葉變換全息圖位相型全息圖三維全息圖靠吸收系數(shù)變化制成的全息圖透射型全息圖反射型全息圖靠折射率變化制成的全息圖透射型全息圖反射型全息圖二、全息圖的分類薄全息圖亦稱平面全息圖，它的記錄介質的厚度比所記錄的條紋間隔要小；厚全息圖亦稱體積全息圖，其記錄介質的厚度等于或大于所記錄的條紋間隔。一般用Q來衡量。λ——照明光波的波長；n——記錄材料的折射率

d——記錄材料的厚度；A——被記錄到的條紋的間隔。一般把Q＞10的全息圖看作體積全息圖，而把其余情況下的全息圖看作平面全息圖。全息圖包可根據(jù)再現(xiàn)照明波的衍射機理進行分類。在振幅型全息圖中，干涉圖記錄到的是記錄介質發(fā)生的密度變化，而當再現(xiàn)時，照明光波的振幅就被進行了相應的調制；而在位相全息圖中，被加在再現(xiàn)照明波上的是相位調制。三、全息材料的特征值

1、曝光量H2、衍射效率η3、靈敏度和光譜靈敏度

4、分辨率1、曝光量H曝光量表示在全息材料表面上單位面積所接受的光能多少，它等于光強度與曝光時間的乘積，用下式表示H=Φt式中H—曝光量（mJ/cm2）；Φ—光強度[單位時間內通過單位面積的能量（mJ/cm2·s）]；t—曝光時間（s）。

2、衍射效率η

衍射效率η等于總的有效成像光強度Φ衍射與用來照明全息圖的總光強度Φ入射之比，即η=Φ衍射/Φ入射表2-2各類全息圖的最大理論衍射效率值全息類型薄型透射全息圖厚型透射全息圖厚型反射全息圖調制方式振幅型位相型振幅型位相型振幅型位相型衍射效率0.06250.3390.0371.0000.0721.0003、靈敏度和光譜靈敏度靈敏度是指全息材料在接受光的作用后，其反應的靈敏程度。在全息技術中，材料的靈敏度φ用下式表示式中η—衍射效率；V—曝光強度的條紋反襯度；H—平均曝光量。在獲得相同衍射效率的情況下，所需的V值和Hm值越小時越靈敏。每種全息材料都有一波長的紅限，波長大于紅限的光不能與材料起光化學反應；另外每種全息材料都有它自己的吸收帶，在吸收帶內的波長才能起光化學反應，這就是光譜靈敏度。4、分辨率全息材料的分辨率是指它所能記錄的光強空間調制的最小周期，其單位是cy/mm。分辨率并不完全取決于全息材料本身，還與全息圖種類、記錄夾角等因素有關。

反射全息圖記錄介質的分辨率參、物光束的入射角Θ0°30°60°90°記錄介質的分辨率/(cy·mm-1)>4802>4535>3946>3616四、全息材料的種類全息記錄介質分類分類記錄過程調制方式重復使用存儲時間鹵化銀乳膠還原為金屬銀光密度改變否永久重鉻酸鹽明膠光致交聯(lián)折射率改變否永久光致抗蝕劑形成有機酸、光致交聯(lián)或光致聚合表面浮雕否永久光致聚合物光致聚合折射率改變或表面浮雕否永久光導熱塑料形成帶電場的靜電潛像，產生熱塑料變形表面浮雕可永久光致變色材料一般是光誘導出新的吸收帶光密度改變或折射率改變可幾分鐘或幾個月光折邊材料光感應出折射率場折射率變化可永久1、鹵化銀乳膠鹵化銀乳膠是將顆粒很細的(0．1—2μm)鹵化銀混合彌散在明膠中，再加一定的敏化劑制成。常見的銀鹽干板是由乳膠層、底層、玻璃板和防光暈層組成。最大優(yōu)點是靈敏度比其他材料高，并可成為全色。它的光譜靈敏度在藍光的紫外光譜區(qū)域，常在乳劑表面吸附一層對長波光譜區(qū)有吸收的染料，使鹵化銀乳劑的感光靈敏度擴展到長波區(qū)域。鹵化銀乳膠的缺點是分辨率不高，噪聲大和容易引起光散射。鹵化銀乳膠型號厚度/μm靈敏波長/nm曝光量/(μJ·cm-2)極限分辨率/(cy·mm-1)天津I型6~763330>3000天津II型6~769433>3000HP633P10633~300>4000Kodak649F6~17全色80>3000Kodak1205600~70042>3000Agfa8E706633（全色）203000Agfa8E756694（全色）20>3000Agfa10E756694（全色）50~25002．重鉻酸鹽明膠重鉻酸鹽明膠是將明膠溶液加入少量的重鉻酸鹽溶液配制而成，是一種重要的全息材料。重鉻酸鹽明膠的光化學過程為：溶解在明膠中的重鉻酸鹽是感光敏化劑，當曝光時，由于光的吸收作用，使Cr6+變?yōu)镃r3+，而Cr3+與明膠分子起反應，引起交聯(lián)使明膠硬化。接著在水中洗掉未曝光的重鉻酸鹽部分，在異丙醇中快速脫水干燥，使曝光部分的折射率提高，成為高衍射效率的位相全息圖。重鉻酸鹽明膠材料的優(yōu)點是分辨率高和衍射效率高，幾乎接近于理論值。重鉻酸鹽明膠的缺點是感光度低，而且靈敏波長在藍光部分。如果要用633nm波長還需要加其他的染料敏化，常用的染料有亞甲基藍和亞甲基綠。重鉻酸鹽明膠的另一缺點是全息圖經(jīng)醇脫水后，乳膠面呈現(xiàn)白色，即產生“白膜”(milkwhite)。

白膜的形成機理溶于熱水中的低分子量明膠和較能旋轉的明膠分子長支鏈或交聯(lián)度低的明膠分子的長端鏈，經(jīng)不良溶劑脫水后收縮成較緊縮無規(guī)線團沉積在明膠表面上。這種線團的直徑與可見光波長屬同一數(shù)量級時，就會散射入射光而呈乳白色，即形成白膜。

3．光導熱塑料是一種浮雕型位相全息記錄材料。這種材料是在玻璃片基上鍍上透明的導電膜，再在上面徐布厚度為2—3μm的光電導體和厚度約為1μm的熱塑性塑料而構成的。―――――――――++++++++++++++(a)++++++――――――(b)正電荷使帶電負電荷熱塑性塑料膠片光電導體玻璃片基玻璃片基電流再次帶電發(fā)熱發(fā)生軟化玻璃片基+++++++++++++――――――光光(C)++++++玻璃片基j經(jīng)流動面形成凹坑(d)光導熱塑材料的記錄原理進行曝光前，在光導熱塑料上裝上電極，當用4—8kv的電壓使之產生電暈放電后，就使熱塑性塑料帶電并具有感光性能。然后在材料上曝光，同時使電流流到片基的透明電極上，當發(fā)熱到60℃左右時，利用其產生的熱量使熱塑性塑料變軟。再使柔軟的熱塑性塑料表面帶電，依靠靜電力可使塑料產牛與曝光量相應的變形，光導熱塑料可以擦除后重復使用，擦除的方法是適當?shù)募訜?，恢復到原來的情況后冷卻。光導熱塑料作為全息材料的優(yōu)缺點

優(yōu)點是對可見光敏感，干法顯影，適合于實時觀察；衍射效率高，能重復使用。缺點是分辨率較低(＜2000cy／mm)，高質量薄膜制造很困難。4．光致抗蝕劑(photoresist)光致抗蝕劑是用于制造集成電路或超大規(guī)模集成電路的材料。把光致抗蝕劑以幾微米的厚度涂布在玻璃支持體上制成干板，曝光之后通過顯影，沒有曝光部分的抗蝕劑就被溶解掉，產生浮雕像。光致抗蝕劑分為負性和正性光致抗蝕劑兩種。

負性光致抗蝕劑是指那些光交聯(lián)型光敏樹脂，如聚肉桂酸酪型、雙疊氮——環(huán)化橡膠型等，它是在曝光的地方吸收光，變得不溶解，顯影后未曝光部分被溶解掉。正性光致抗蝕劑是指那些光分解型光敏樹脂，如鄰醌偶氮型等，它是曝光部分被溶解掉。光致抗蝕劑是一種位相型全息材料，其優(yōu)點是衍射效率高，分辨率在1000cy／mm左右。缺點是感光度很低，如用448nm的氬離子激光器記錄，曝光量約為2000J／cm2。光致抗蝕劑型號厚度/μm靈敏波長/nm曝光量/(mJ·cm-2)極限分辨率/(cy·mm-1)ShipleyAZ-1350(正)<1.0UV~500100(441nm)>1500ShipleyAZ-111(正)1.0UV~5001ⅹ10-6(441nm)<1000KodakKAR3(正)~1.0315~46520(400nm)>1500KodakKPR(負)1.0260~46520(400nm)400KodakKOR（負）~1.0250~550500(488nm)~1000KodakKMER(負)1.0290~48510(400nm)250KodakKTER(負)0.8290~48510(400nm)400用于全息存儲時，無機光致變色材料多于有機材料。優(yōu)點是不需顯影，而且可以用熱或光的方式擦除后重復使用。缺點是靈敏度較低，存儲信息時間短。5．光致變色材料材料記錄過程調制方式厚度/μm分辨率/(cy·mm-1)存儲時間無機材料:CaF2:La，NaCaF2:Ce，Na離子（電子）俘獲光致密度改變100~800300~900>2000幾分鐘~幾天SrTiO3:Ni,Mo,AlCaTiO3:Ni,Mo離子（電子）俘獲光致密度改變100~1000100~800>2000幾分鐘~幾天LiNbO3:Fe,Mn離子（電子）俘獲光致密度改變5000>2000幾小時鹵化銀硼硅酸鹽玻璃還原為金屬銀顆粒光致密度改變100~6000>2000幾天~幾個月有機材料：水楊叉-苯胺光致密度改變<20>3300茋（C6H5CH:CHC6H5)折射率改變2000甲基萘折射率改變1000~20002000幾天光致變色材料6．光致聚合物光致聚合物作為全息材料的基本原理是由于光的作用，使小分子或單體被聚合成大分子或聚合物，使材料在曝光前后產生折射率差。

光致聚合物型號厚度/μm靈敏波段/nm曝光量/(mJ·cm-2)極限分辨率/(cy·mm-1)DuPont3~150350~55020~30（在空氣中）2~3（在氮氣中）3000PMMA~1000UV100ⅹ1035000Hughes5~15633,514,530,488,441(加敏化劑)4~53000RCA~10050010003000光致聚合物由單體材料，如丙烯酸、內烯腈、苯乙烯和光敏劑、交聯(lián)劑等組分組成。光致聚合物的靈敏度比光致抗蝕劑和光致變色材料的高，分辨率可達到3000cy/mm。其優(yōu)點是干顯影和快速處理，可以得到高分辨率的全息圖。當曝光充足時，可長期保存。7．光折變材料光折變材料是能吸收外來光而產生材料內載流子的遷移，由此形成一個空間載流子的重新分布和相應的電場，通過電光效應，使材料的折射率受到調制的材料。材料中產生光折變效應的必要條件是：①能生成可移動的載流子；②對光有吸收；③能傳輸載流子；④有能捕獲載流子的勢阱；⑤有一定的電光系數(shù)，對于有機分子要求有二階非線性光學性質。光折變材料的種類電光晶體，如BaTi05、KNbO3、LiNb03、LiTaO3

非鐵電氧化物，如Bi12(Si，Ce，TiO20)等半導體化合物，如GeAs、InP、CdTe等光折變聚合物，如DMNPAA／PVK／ECZ/TNF體系五、應用

光全息存儲材料已分別在干涉計量、材料與元件的無損探傷、制作防偽商標以及圖書資料的高密度存儲等方面得到實際應用。另外，還可做成全息光學元件，如全息透鏡、全息光柵、全息空間濾波器、分束器等，由于全息光學元件重量輕、性能好，用它裝配整機，可以使整機的重量減輕許多。

2.2光盤材料光盤是新一代記錄媒質，與塑料軟盤、固定磁盤和磁帶相比，它具有記錄密度高、非接觸、可靠性高和使用壽命長等特點。光盤可作為計算機的檔案庫或數(shù)據(jù)庫的文字存儲器，能將正文、圖形圖表和語言等信息編寫統(tǒng)一的數(shù)字信號再進行存取。光盤所用的材料稱光盤材料，是一種具有記錄（寫入）、存儲和讀出功能的材料。光盤材料有光盤基板材料和光記錄材料兩部分組成。激光束通過調制器受輸入信號調制，成為載有信息的激光脈沖。經(jīng)光學系統(tǒng)、偏振分束棱鏡和λ/4波片導入大數(shù)值孔徑物鏡，在光盤介質表面匯聚成成直徑小于1μm光斑。激光束與介質相互作用后，在介質表面蝕成孔或形成相變，以此記錄信息（介質表面激光作用區(qū)與未受激光作用區(qū)，形成某一物理性質有顯著差別的兩個狀態(tài)，如反射率差別、折射率差別、透射率差別，這兩個狀態(tài)被分別定義為“1”和“0”）。當物鏡沿徑向移動，光盤在轉臺上旋轉時，在光盤表面形成螺旋狀或同心圓信息軌道。用小功率激光束反射強度的變化經(jīng)調制后還原所記錄的信息。光盤采用的七種光記錄形式示意圖(a)襯底是燒蝕凹坑式，即通過激光加熱可在記錄膜上產生凹坑記錄信息，這類記錄介質多為碲、鉍、鍺、硒等元素及其合金薄膜。(b)襯底所示的記錄介質是采用兩種不同材料的薄膜構成，如金屬銠膜和非晶硅膜層，在激光照射處這兩種材料相互作用可形成合金，以此記錄信息。(c)襯底為絨面--鏡面結構，激光照射處，絨面薄膜被熔化可形成一個小的平坦區(qū)域（鏡面），以此記錄信息。(d)襯底所示的記錄介質是一種有微小顆粒組成的膜層，在激光作用下這些微粒重新結合形成較大的顆粒，以此記錄信息。襯底(e)為起泡式記錄，這種光記錄介質由兩層不同材料的膜層構成，下面一層為易汽化的聚合物薄膜，上面—層為高熔點的金屬薄膜，諸如金膜或鉑膜在激光照射處可形成氣泡記錄信息。襯底晶相非晶體(f)所示的光記錄薄膜為相變型材料，激光照射處記錄薄膜可由晶相轉變?yōu)榉蔷嘤涗浶畔ⅰＲr底非晶態(tài)1非晶態(tài)2(g)態(tài)變型材料，這種材料在激光照射下始終保持非晶相，只是非晶相的微觀結構發(fā)生了細微變化，導致薄膜的光學參數(shù)發(fā)生改變來記錄信息。

二、光盤分類及結構

光盤按功能分為可擦除光盤和不可擦除光盤兩種。不可擦除光盤又有只讀型(ROM)和一次寫入多次讀出型(WORM)兩種。光盤結構有多種形式。已商品化的不可擦除光盤結構有單層膜型、三層膜消反射型和空氣‘夾心餅”型三種。

(1)單層膜型采用玻璃或聚氯乙烯基板，表面蒸鍍蹄合金膜，激光輻射燒蝕合金膜，形成反射率突變的凹坑，實現(xiàn)信號寫入。薄金屬膜基板記錄凹坑單層膜型光盤結構(2)三層膜消反射型

在基板材料上蒸鍍三層膜，截面設汁成消反射結構，幾乎能完全吸收入射光。透明涂層使三層膜免受塵埃、擦傷等影響。SiO2熱阻擋層改善了光—熱轉換效率。激光輻射燒蝕薄金屬膜使反射層暴露。透明涂層SiO2熱阻擋層SiO2熱阻擋層金屬層透明絕緣層反射層膠層基板三層膜三層膜消光反射光盤結構(3)空氣“夾心餅”型

由兩張各自鍍有一層靈敏的蹄合金薄膜的PMMA盤片組成，用兩個墊圈在信息帶的內外徑處隔開，將薄膜密封在“夾心餅”結構中。在薄膜上面用激光加工微孔，寫入情息。記錄介質環(huán)形隔圈空腔基板空氣“夾心餅”式光盤結構三、光盤基板材料光盤對基板材料的主要要求是：透光性好，很小的雙折射性，良好的物理和化學穩(wěn)定性，基板上的記錄膜不發(fā)生剝離，價格便宜。光盤基板材料主要有無機材料和高分了材料兩大類。無機材料有金屬(如鋁、鋁合金)、Al2O3和玻璃等。金屬基板價格便宜、堅固耐磨。但是它會影響光磁性能，因而不適用于制作磁光盤。玻璃基板具有良好的光學特性、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性和壽命長等優(yōu)點。高分子基板材料以聚甲基丙烯酸甲酪(PMMA)和聚碳酸酯(PC)為主流，其次是環(huán)氧樹脂和聚烯烴樹脂(PO)，以及乙烯酸樹脂、紫外線硬化樹脂等。結晶高分子能產生很強的雙折射性使光的透過率降低，因而要使用非晶高分子材料作光盤基板。光盤基板材料基板材料PCPMMAPO環(huán)氧樹脂乙烯酸樹脂紫外線硬化樹脂玻璃基板制作方法注射成型注射成型注射成型2P法熱硬化整體成型光硬化整體成型2P法光學性能折射率1.581.491.551.511.541.511.51透過率/830nm87~90929393>9092>90雙折射/830nm20~3020<20<51~22<1光彈性率（mm2·kg-1）71ⅹ10-56ⅹ10-56ⅹ10-5504ⅹ10-610ⅹ10-53ⅹ10-5熱特性玻璃化溫度/℃140~15090~100155125148140~540熱變形溫度/℃13290~105136135135150-熱膨脹系數(shù)（室溫~60℃

）/K-18ⅹ10-58ⅹ10-57ⅹ10-54~7ⅹ10-56.9ⅹ10-58ⅹ10-50.3~0.2ⅹ10-5熱導率/(4.184J·K-1·cm-1)4.6ⅹ10-44.8ⅹ10-44.0ⅹ10-44.5ⅹ10-4--2ⅹ10-3表續(xù)

基板材料PCPMMAPO環(huán)氧樹脂乙烯酸樹脂紫外線硬化樹脂玻璃基板制作方法注射成型注射成型注射成型2P法熱硬化整體成型光硬化整體成型2P法機械性能比重1.201.191.051.191.201.132.5表面硬度（鉛筆硬度）B2H2H~2H-2H>9H拉伸強度/MPa58.843.254.9---78.5~88.3埃左沖擊強度/J·m-19.8~19.615.7-15.7---其它飽和吸水率（室溫）%0.342.00.010.3~1.00.550.70透濕率/g·m-2·(24h)-13.62.8-2.5--0四、光記錄材料光記錄材料是光盤材料的核心，在理論上應該具有高靈敏度(數(shù)毫瓦量級記錄功率)、高分辨率(＞1000cy/mm)、高信噪比、隨錄隨放功能(具有實時記錄特性)、高的抗缺陷性以及使用壽命長等性能。1.不可擦除的光記錄材料①所記錄的比特尺寸應足夠小，約為1μm；②記錄能量適中；③記錄和非記錄區(qū)信號對比度大；④介質噪聲??；⑤介質物理化學性能穩(wěn)定，信息存儲壽命長。不可擦除的光記錄材料的種類很多，包括有元素金屬或其合金，如Au、Pt、Cr、Bi、Cu及Pb等；元素半導體，如Te、Si、Ge、Se、S和它們之間或其他元素如As、In、0、H、C等所形成的合金；還有染料／聚合物等都可以做記錄介質。在上述材料中，以蹄(Te)為主要成分的膜材料最引人注日，因此可將這類材料簡單地分為碲系記錄材料和非碲系記錄材料兩種。碲系記錄材料包括碲和碲系合金，碲碳混合物和碲的低價氧化物等。這類材料由于具有記錄密度高(5xl07位／cm2)，信號輸入速度快(50兆位／s)，信息位價格低(每位10-8美分)，位出錯率低(10-6)，信噪比高(50dB)，快速隨機存取(1s左右)，半永久性存儲壽命(10年以上)，與計算機聯(lián)機方便等優(yōu)點。成為第一代不可擦除光盤介質的主流。碲系膜性質記錄膜層與光盤結構主要特點研制單位Te空氣夾心餅結構靈敏度10-9J/μm2，壽命大于10年，位出錯率10-4PhilipsTe三層膜結構利用消反射原理，提高光能利用率與信噪比RCA，IBM，Philips封裝的Te膜鍍300?厚SiO2保護膜，改善Te膜穩(wěn)定性IBMTe-Se/光刻板/基板孔型圓而清晰，耐濕性好日立Te-C/PMMA靈敏度比Te膜高，穩(wěn)定性好東芝Te-Bi/玻璃基板靈敏度高，0.2ⅹ10-9J/μm2，孔圓而清晰，位出錯率2ⅹ10-5，壽命10~20年OmexTe-Bi/聚四氟乙烯/PMMATe-Bi厚300?，成孔激光閾值有明確界限IBMTe合金穩(wěn)定性好，缺陷密度小于2ⅹ10-5IBMTe基加硬碳保護層膜層硬，不易擦傷，靈敏度2ⅹ10-9J/μm2Honeywell非碲系記錄材料主要包括碲系玻璃，金、鉑系貴金屬及合金材料等等。

非碲系記錄介質的性質記錄膜層和光盤結構主要特點研制單位Au或Pt合金/聚合物/基板激光加熱使聚合物蒸發(fā)，釋放氣體形成氣泡，氣泡對讀出光散射，使反射信號有較大對比度，信噪比65dB，化學穩(wěn)定性好Thomson-CSFAu，Pt合金/聚合物/Al/基板夾心餅結構氣泡型結構與消反射三層膜結構結合，靈敏度高，閾值功率4mW，穩(wěn)定性好3MDrexon預刻槽，預格式含銀粒的合成材料，溶劑涂覆制備，靈敏度高，信噪比低，壽命20~100年Drexler染料/聚酯信噪比高（60dB），壽命大于10年KodakAu/介質層/反射層預刻槽，預格式用Au膜記錄前后透過率變化的物質來記錄信息，靈敏度高，穩(wěn)定性好，壽命大于10年Burroughs光學涂膜公司Sb2Se3/玻璃或Sb2-Se3/Te/玻璃板用膜層透過率變化記錄信息，靈敏度高，信噪比大Sony顯微針狀結構（Si或Ge）對顯微針狀組織局部熔融形成高反平面，靈敏度高，信號反差0.8，均勻性差Bell實驗室非晶態(tài)氫化半導體（Si或Ge）非晶態(tài)氫化硅：低功率下形成氣泡區(qū)，高功率下燒蝕成孔。非晶態(tài)氫化鍺：激光作用下呈海綿狀多孔區(qū)，化學穩(wěn)定性好Bell實驗室非晶態(tài)硅/銠/基板激光加熱Si、Rh相互作用，形成高反射率貴金屬硅化物顯微標記，靈敏度低IBM實驗室不可擦除介質的光記錄形式主要是燒蝕和鼓泡兩類，其優(yōu)點是具有永久性記錄，記錄的信號不因外界環(huán)境或偶然的誤操作而消失。2、可擦除的光記錄材料

可擦除型光記錄材料按記錄信號的不同機理分為態(tài)變形、相變形、磁光型和光致變色型四種。

（1）態(tài)變形材料這類材料主要是一些不成化學計量比的氧化物，如MoOx、SbOx、TeOx、GeOx等。用這類材料制成的薄膜在光輻照和熱作用下光透過率大幅度下降。

加熱時各種氧化物記憶薄膜的透過率變化（2）相變形材料

相變光盤是用相變材料的光致晶態(tài)←→非晶態(tài)轉變進行記錄的。當用激光進行掃描時，材料融融后急劇冷卻而變成非晶態(tài)時進行信號記錄；材料達到結晶溫度而變成晶態(tài)時則進行信號消除。主要有硫系半導體薄膜和一些低熔點合金材料，如TeOx、MoOx、SbOx等金屬氧化物或半金屬化合物薄膜、GeTeSb薄膜、TnSbTe薄膜、Ag-ZnAg-Al-Cu之類的二元或三元合金等?？刹脸涗浗橘|記錄膜層和光盤結構主要特點研制單位TeOx(x=1.1)含少量Ga,In,Sb用8mW半導體激光器記錄、擦除，非晶相→晶相轉換記錄信息，光斑尺寸0.8μm,可擦106次，信噪比55dB松下SiO2/a-Te/SiO2/Al非晶相→晶相轉換記錄信息，記錄功率4~8mW，信噪比35~40dBRCAAs-Se-S-Ge非晶相→晶相轉換記錄信息，氬激光記錄，氦氖激光讀出，YAG激光或紅外燈擦除日本武藏野通信研究所(3)磁光型材料

用磁光型記錄材料做成的光盤稱為磁光盤，它是利用磁光效應來記錄的。磁光記錄再生原理是磁光盤用激光對矯頑力大的垂直磁化膜進行部分加熱，使磁化反向，通過這種反向部分組合把信息記錄在磁性膜上。讀出信息是借助磁性克爾效應的反射光或者法拉第效應透過光的偏光面旋轉獲得的。高密度磁光盤需要高靈敏、高密度、可擦除的光記錄介質。良好的磁光記錄材料應該具有高矯頑力的垂直磁化膜、大的磁光克爾效應或法拉第效應、物理化學性質穩(wěn)定、缺陷或晶界等的介質噪音源小、低的居里溫度(250—300℃以下)等待性。主要的磁光記錄材料有鐵柘榴石單晶膜，MnBi、PtCo等多晶膜和稀土過渡金屬非晶膜等三大類，磁光記錄材料及特性類別材料記錄方式ΘkΘF制造方法單晶膜(BiGdLuSm)3(FeAl)5O12Tc~2.00°液相外延(BiSmEr)3(FeGa)5O12Tc~2.00°液相外延CoTbYb)3(FeGa)5O12Tc~2.00°液相外延非晶膜GdCOTcomp1.80°濺射TbFeTc(140℃)0.30°1.30°濺射DyFeTc(70℃)0.25°濺射GdFeBiTc(180℃)0.41°濺射GdTbFeTc(165℃)0.40°濺射TbDyFeTc(70℃)0.25°濺射類別材料記錄方式ΘkΘF制造方法多晶膜MnBi,高溫相Tc(360℃)0.70°~2.00°蒸發(fā)MnBi,低溫相Tc(180℃)~2.00°蒸發(fā)MnCuBiTc