光学数据存储装置 本发明涉及到一种数据载体，它包括一设置在基层上的荧光层，其中，荧光层的表面上或者从荧光层的表面到基层上提供有数据承载结构，并且，所述数据承载结构以直线或弯曲通路设置或者以这些数据承载结构形成一矩阵的方式成行成列地设置。本发明还涉及到一种用于在数据载体上生成数据承载结构的方法。此外，本发明还涉及到权利要求8引言部分所述的另一种数据载体以及另一种在上述另一种数据载体上生成数据承载结构的方法。最后，本发明涉及到一种用于形成和检测上述另一种数据载体内数据承载结构中的荧光激励的方法。
具体地说，本发明涉及到WORM或(写一次可多次读)的数字光学数据存储装置，其中，用高光强的光脉冲将信息写到薄层上，所说的光脉冲一般是强聚焦的激光束。一旦将数据写到所述薄层上，该薄层就不会还原成原始状态，但可通过不会进一步影响薄层物理状态的较弱光束多次读取该薄层。这方面周知的装置是包含有吸光染料的金属薄膜或者扁平玻璃或塑料表面或者聚合物薄膜。在大多数情况下这些薄层设置在其它薄层例如反射或保护层之间。所说的薄层通过在强写入光脉冲的作用下发生变化而将信息存储起来并构成了载体中的实际数据存储层。
当前地光学存储技术通常几乎都只是以写入数据存储层中的标记之间或这些标记周围物质之间的反射反差为基础的。聚焦激光束经过上述数据存储层，并且，在激光束通过一写标记时，将所反射的激光光强的变化记录下来。典型的标记可以呈圆形或细长小凹坑的形式，其直径在0.5至7μm之间。以反射为基础的光学数据存储载体一般使用强反射层，例如使用多层结构的蒸发铝层，其中，数据存储层则调节入射到载体上的被反射的光量。
还周知有这样的数据存储载体，这种载体是以穿过数据存储载体之后的被检测到的光线的透射反差为基础的。在这种情况下，数据存储层可以在未知状态下有低透光率，而在由强写光束形成的写标记处具有更大的透明度。另外，也可以是在写标记处的数据存储层由透明的转变成不透明的。
还已知正在研制这样的数据存储载体，其中，所说的反差基于光线的受激发射。在读取数据过程中，一个或多个光束扫描数据存储载体，该载体的反应则是发射出其强度与先前在写阶段如何加工该载体有关的光。所发射出的光能源于数据存储层中所捕获的高能状态电子的释放或者所述扫描光束的下变换(down conversion)。还提出了全息数据存储载体，它同时将数据存储到其体内和层面上。这方面的一种重要对比机理是以光致的方式改变折射率。
但是，目前大多数市售光学数据存储载体是以WORM型数据存储层为基础的，所说的数据存储层则基于下列范畴之一：
1)在吸光或反光薄膜上形成开孔，其中，通过烧蚀或融化金属膜来形成所说的开孔。通常可在没有底部反射器的情况下使用这种数据存储层，并且，当在前述开孔形成之后穿过所述开孔的光线消失在内部数据存储层或消失在数据存储层后面时，所说的数据存储层会提供反差，从而将一暗标记记录到一强反射基底上，可通过反射来读所说的基底。假设数据在写到存储层上之前只有少量的光线能穿过该数据存储层，则这种数据存储载体还非常适于用透射来读取。
2)已知有因质量转移而形成的拓扑标记，例如，在聚合物薄膜上呈热致凹坑的形式。在写入过程中，强脉冲被聚合物薄膜上的聚焦光线所吸收，从而使得聚合物材料局部受热并离开受热区。与质量转移有关的物理过程通常是热塑变形，在某些情况下还可能是蒸发或烧蚀。结果是会形成这样的凹坑，其尺寸和形状是由数据存储层上写入区内的光束的焦点大小、聚合物薄膜的吸收效率、曝光的持续时间以及用于材料的热散射和材料转移参数所限定的。通过记录穿过聚合物层并从底部反射层反射且经由聚合物薄膜返回的入射光的整个反射系数来读取数据。为了获得预定的光吸收属性，通常用染料对聚合物薄膜进行处理。
3)已知还有其它类似种类的数据存储载体，其中，通过在透明基体材料上嵌入适用于改变数据存储层吸光或反光性质的颗粒，可以改变数据存储层的吸光或反光性质，或者，用高功率聚焦激光束所产生的热过程来局部地影响数据存储层的表面，从而使得该表面在照射点上变得更平滑和更具反射性。
在研制光学数据存储载体时，总的趋势是逐渐提高数据密度。
因此，本发明的一个目的是获得一种光学数据存储载体，其中，数据存储层通过使写标记显著地变得更小而允许有较大的存储密度。要求是能生成小于0.4μm并易于读取的写标记或数据承载结构，因而要求数据存储层不能带有大于0.1μm的颗粒或拓扑结构。数据存储层的灵敏度还应足够大从而能使用具有短脉冲持续时间的光线，以便获得高空间分辨率并且能使用短的写脉冲持续时间，从而相应地获得短的热扩散长度。
本发明的第二个目的是提供一种数据存储层，它具有由数据承载结构或写标记构成的更密集的图案，从而获得有所增加的数据密度。这意味着不能使用以材料转移为基础的数据承载结构，除非被转移的材料不会以进入相邻数据承载结构所占据的区域内的方式沉积。
本发明的另一个目的是提供一种数据存储载体，它能在同一地点存储若干位，即在每个写标记或每个数据承载结构内存储若干位。正常的情况是，通常的存储载体中的写标记或数据承载结构具有这样的写标记，它在读取过程中处于对应于二进制0或二进制1的两种可能的状态之一。一般是测出数据存储层的反射率和透射率，并且，由一简单的判别阈值来判定数据存储层的数据承载结构位置是否暴露于写激光脉冲下。因此，这种情况下本发明的特定目的是提供能存储多于1位的数据承载结构、尤其是提供这样一种数据承载结构，它允许对灰度进行编码，从而显著地增加与目前光学数据存储载体有关的数据存储密度。这方面应该提及的是，业已就Optex公司所研制的多层存储层中的电子俘获进行了试验，Optex公司宣称，已可使用对应于4位的16个灰度等级。可通过根据写入期间所俘获的电子而产生荧光来读取上述载体，并且能通过监测所述荧光的强度来存储多级别代码。
本发明的最后一个目的是提供一种数据存储载体，其中，可通过改变用来在数据存储层上进行写操作的光线的入射角度来改变焦点在数据存储层上的位置，因此，能形成一种由数据存储结构构成的密集图案，所述数据存储结构可例如通过设置在数据存储载体表面上的微透镜用入射角来寻址，如NO-PS no.90-0443所述。
依照本发明，用下述的数据载体及方法可达到上述及其它目的，所述数据载体的特征在于，荧光层基本上包括嵌在透明聚合物基体材料中的荧光染料分子，并且，每个数据承载结构均会按着它所表示的数据值使得数据承载结构受荧光激励射线照射时所发射的荧光有特定程度的减弱(quenching)，所述荧光减弱的程度要参照一定区域内的原始荧光层所发出的荧光，而所述区域的表面面积则等于上述荧光层表面处的数据承载结构的面积，或者，所述数据载体的特征在于，荧光层基本上包括嵌在透明聚合物基体材料中的荧光染料分子，并且，每个数据承载结构在受到荧光激励照射时由数据承载结构所发射的荧光均会按着它所表示的数据值而有特定程度的减弱，结果，数据承载结构所表示的数据对应于预定的多级代码中特定一级的值，其中，每一级均对应于特定的荧光减弱度，所述荧光的减弱度要参照一定区域内的原始荧光层所发出的荧光，而所述区域的表面面积则等于上述荧光层表面处的数据承载结构的面积，并且，所述方法的特征在于，使激光束射向荧光层上的一点，使该点曝光以便在荧光层上的这一点处形成数据承载结构，通过对荧光层和/或设置在荧光层上的荧光染料分子及任何其它分子的光致作用而形成所说的数据承载结构，从而，所述数据承载结构会使得该数据承载结构受荧光激励射线照射时所发出的荧光有特定程度的减弱，所述荧光减弱度要参照一定区域内原始荧光层所发出的荧光，而所述区域的表面面积则等于上述荧光层表面处的数据承载结构的面积，或者，所述方法的特征在于，使激光束射向荧光层上的一点，按预定的调制过程对激光束进行调制，所述调制过程包括对应于预定的多个级别编码中各个级别的多个调制步骤，以及，用调制后的激光束照射上述荧光层上的点，从而在荧光层上的该点处形成一数据承载结构，通过对荧光层和/或设置在荧光层上的荧光染料分子或可能的其它分子的光致作用而形成所说的数据承载结构，从而，在照射之后，数据承载结构会通过对激光束的调制而使得该数据承载结构在受到荧光激励射线照射时发射出的荧光有特定程度的减弱，所述荧光减弱度对应于通过对数据承载结构进行调制照射时所赋予的数据值，该数据对应于预定多级编码中的特定级别的值。
最后，依照本发明，还提供了这样一种方法，它可用于读取本发明数据载体中的一种，并且，该方法的特征在于，使光束射向数据承载结构，将光束的波长调整至数据承载结构内的荧光染料分子的光谱响应，并且，用设置在该载体上方或下方一定距离处的检测器装置来检测数据承载结构所发射的荧光，所检测到的荧光强度对应于赋给数据承载结构的数据值，该数据表示预定多级别编码中的一个级别。
以下结合附图详细说明本发明，附图中
图1是本发明数据载体的概略剖面图；
图2a，2b以剖面图的形式概略地说明了在上述数据载体中形成一数据承载结构；
图3a，3b以剖面图的形式概略地说明了在上述数据载体中形成一第二数据承载结构；
图4a，4b以剖面图的形式概略地说明了在上述数据载体中形成一第三数据承载结构；
图5是本发明数据载体的一个实施例的概略剖面图；
图6以剖面图的形式概略地说明了将若干位存储到本发明的数据承载结构内；
图7以剖面图的形式概略地说明了将若干位存储到本发明的第二数据承载结构内；
图8以剖面图的形式概略地说明了本发明数据载体的一个更为实际的实施例；以及
图9概略地说明了从本发明数据载体中读取数据的原理。
图1说明了一种数据载体，它包括一设置在基层2上的荧光层。在所述荧光层表面上或者从荧光层表面到前述基层上提供有数据承载结构，该结构总体上用标号3表示。应该认识到，从载体的顶部来看时，数据承载结构3可设置成直线或弯曲通路，例如在CD盘中那样是螺旋形地设置的，或者可以成行成列地设置，从而形成一矩阵。
荧光层1包括染料分子4(图2)，这些分子最好嵌在例如由改进型聚甲基丙烯酸甲脂(MPMMA)制成的透明聚合物基底材料内。染料分子4例如是若丹明分子。每个数据承载结构3均使得在数据承载结构3受荧光激励射线照射(图6)时发出的荧光有特定程度的减弱。所述荧光减弱度要参照原始荧光层即数据承载结构之外未用激光照射以形成数据结构3的荧光层所发出的荧光。例如，这种情况下荧光减弱度可参照一定区域的原始荧光层，所述区域具有这样的表面面积，它等于荧光层1表面处的数据承载结构3的面积。数据承载结构3所发射的荧光的减弱度代表着存储在数据承载结构内的数据值。
例如，在图1中，每个数据承载结构3都表示二进制0或二进制，而各数据承载结构间的间隔则可表示二进制1或二进制0，所述间隔中发出的荧光自然是原始荧光层1发出的荧光。
可按多种方式将特定的减弱度赋给数据承载结构。这最好如图2a，2b所示那样来实现，其中，写脉冲即激光束入射到荧光层1(图2a)上，从而使荧光层上的材料软化和溶化，因此会以荧光层上凹坑的形式形成数据承载结构3(图2b)。所涉及到的过程可以是热塑变形、烧蚀或其它热致转移过程。在用荧光激励射线来照射荧光层时，凹坑即数据承载结构3会有比荧光层1周围的部分更低的荧光，而荧光的减弱度则基本上取决于热致凹坑的几何形状，实际上取决于例如深度和直径。
例如，如图3a，3b所示，还可以通过使激光束射向荧光层1的表面并通过使至少一部分荧光染料分子4迁移出虚线所示的数据承载结构3(图3a)从而在分子级别上改变荧光层1的荧光。因此，有较少的染料分子4留在数据承载结构3内，如图3b所示，并且，可相应地减小从结构3发出的荧光的亮度，从而能再次使荧光有特定程度的减弱。减弱度基本上取决于用激光束改变荧光体之前与之后结构3上荧光染料分子的数量之比。
图4a，4b说明了如何通过荧光染料分子4与试剂分子5之间的化学反应在荧光层1上形成数据承载结构3，该图中试剂分子用带X的圆表示，染料分子4用空圆表示。因此，如图4b所示，可以获得这样的数据承载结构，其中，荧光层1上的一部分分子是染料分子4和试剂分子5的反应生成物6，如涂黑的圆所示，这是因为，反应生成物的分子6在受照射时不会发荧光。由此形成的数据承载结构3会使荧光有一定程度的减弱，这取决于改变荧光体之后留在数据承载结构上的荧光染料分子4的数量。用激光照射会使所述染料分子4与试剂分子发生化学反应。熟悉本技术的人们都知道用激光照射会引起多种其它的化学过程，可提及的一个实例是，可通过官能团(radical)的形成，使染料分子分裂或染料分子重组或者使染料分子与其它分子进行化学反应而使荧光减弱。这方面可参照D.A.Gromov等人的“Efficient Plastic-HostDye-Lasers”，此文载于J.Opt.Soc.Am，Vol2，no.7，1028-10031页(1985年7月)。
依照本发明，可以形成这样的数据承载结构3，其中，荧光的减弱度对应于赋给数据承载结构的数据值，而所述数据则对应于预定多级编码中特定级的值。荧光的减弱度同样还要参照一定区域内原始荧光层所发出的荧光，所述区域对应于荧光层1上用于数据承载结构3的区域。从而，可将多个位存储到同一个数据承载结构内。使用两种不同的荧光减弱度可给出例如二进制编码，因为，一种减弱度可对应于二进制0，第二种减弱度对应于二进制1。利用4种不同的减弱度可存储两位。但是，可以使用有更多级别的编码，至少在理论上可得到有效的灰度编码，例如可通过将有1024级的编码赋给各数据承载结构，从而存储的数可高达10位。因此，同一个数据承载结构能例如存储数0-1023，从而相对于例如基于各数据承载结构中反射/非反射区即每个区都由1或0表示的通常WORM型光学数据存储系统来说可使数据密度增加到十倍。通过将数据承载结构用多级别编码来赋值，可以使用如图2-4所示的各相同的方法：图2中数据承载结构或凹坑的大小、图3中留在数据承载结构内染料分子4的数量、以及图4中未与试剂分子5进行化学反应从而未失去发荧光能力的染料分子4的数量均表示数据承载结构3所存储的数据值。
在本发明用于形成数据承载结构3的方法中，所述数据承载结构中所存储的数据具有对应于预定多级别编码中一个级别的值，按预定的调制过程来调制激光束，所述调制过程包括对应于约定多级别编码中若干级别的多个调制步骤。通过用具有特定调制值的激光束来形成数据承载结构3，该数据承载结构会有相应的减弱度，结果，数据承载结构在被荧光激励射线照射时所发出的荧光会对应于分配给该数据承载结构的数据值，而所述数据则是通过使用用于形成数据承载结构的激光束的预定调制值而形成的。在形成数据承载结构3时，可按多个参数来调制激光束。最好通过改变脉冲参数来获得所说的调制，调制值当然要与数据值相对应，所述数据是在产生数据承载结构3时分配给它的并表示预定多级别编码中的特定级别。
如图5所示，最好在荧光层1表面上设置一不透明层7，它具有良好的辐射吸收性质并能在形成数据承载结构3的过程中受激光照射时消失掉。
图6概略地说明了呈不同尺寸的热致凹坑形式的数据承载结构31-34，从31到34的数据承载结构按连续的次序表示有四个级别的编码，从而每个结构都能存储两位。例如，结构31表示二进制11即3，结构34表示0。
图7说明了与图6相同的结构，但每个数据结构3即31-34的级别均取决于所形成的数据结构内的荧光染料分子的数量。通过使染料分子4迁移出数据承载结构31或者通过染料分子4与其它分子进行反应并形成非荧光的反应物，可获得对应于预定多级别编码中特定级别的预定数值。图7中，用两个染料分子4概略地说明了数据承载结构31，该数据承载结构被赋予了二进制11即3，而数据承载结构34则用八个染料分子4来概略地加以说明并被赋予了值0。与此相似，减弱度从数据承载结构31至数据承载结构34按所使用的编码中的四个级别而减小，从而各数据承载结构3最高可存储两位。当然，应该注意，图6和图7纯粹是示意性的，其目的仅是说明本发明数据存储的原理，物理上的实际情况(分子的数量等)当然会有很大不同。
图8说明了本发明数据载体的一个更为实际的实施例。如前所述，用这里未示出的染料分子4处理过的荧光层1上设置有吸热层7，它对荧光层所发出的荧光射线和用于产生荧光的射线来说均是不透明的。但是，在吸收了用于形成底部数据承载结构3的射线的地方，不透明层7会消失或变成透明的。荧光层1设置在透明基层2的上方，所述透明基层就数据承载结构3所发出的荧光射线而言有较高的透射率。如图8所示，最好在数据载体表面上设置旋光结构(Optically activestructures)101-104，这些旋光结构在图8中被表示为微透镜101104并且部分地嵌在粘合层9内，而粘合层则设置在透明分隔层8上。这里将不透明层7设置在分隔层8与荧光层1之间，但应该注意，如果需要的话，可以省掉层7，尽管该不透明层7会因不受荧光激励光线射线的影响并使数据载体在读取所存储的数据时可增加其抗干扰性而对例如读取存储在数据承载结构3中的数据来说有某些优点。如上述NO专利申请90-0443号所详细地说明那样，微透镜101-104可由单分散性的球构成，以准确对应于一个或多个数据承载结构的方式在光几何学上设置微透镜101-104。但是，实际上，通常具有几十μm直径的各个微透镜10会被分配给很多数量的(例如数千个)数据承载结构，这是因为，与微透镜的尺寸相比，单个数据承载结构3的尺寸非常小，例如远在1μm以下。
如本申请人同时提交的挪威专利申请第XX-XXXXX号所详细说明的那样，代替使用呈诸如微透镜之类折射结构形式的旋光结构，所述旋光结构也可以是衍射结构。在如图8所示那样用微透镜101-104和用折射光学结构这两种情况下，入射光束不管是用于形成数据结构3的激光还是用于使数据结构3内荧光发光的光辐射都准确地聚焦于荧光层1上的特定位置，以形成数据承载结构3或聚焦于数据结构3上从而产生用于读取存储在其中数据的荧光。通过使用具有不同入射角θ的若干光束同时穿过微透镜10或旋光结构，可以并行地形成数据承载结构，这是因为，通过使用各光束所用的独立光源，可以很容易彼此独立地调制各光束。与此相似，通过同时使用具有相同入射角θ的若干光束来使在数据承载结构3上产生荧光，可以并行地读取多个数据承载结构，这些数据承载结构与所使用的光束数量相对应。但是，这些细节属于本发明范围之外，上述同时提交的类似挪威专利申请对它们有较详细的说明。依照本发明，在读取所存储的数据时，使用了用于形成和检测数据承载结构上荧光激励的方法。图8也在原理上说明了这一点。具有入射角θ的光束投射到微透镜102上并聚焦于数据承载结构322之一上。荧光激励光束必须具有调谐至数据承载结构3内荧光染料分子4的光谱响应的波长。在设置于数据载体上方或下方并有一定距离处的检测器装置11内检测因激励而产生并从数据承载结构发射的荧光。图8和图9中说明了在检测器11位于透明基层2下方情况下所发射的荧光是如何从数据承载结构中射出并穿过透明基层的。所检测到的荧光的强度对应于赋给数据承载结构的数据值，该数据表示预定多级别编码中的一个级别。但是，不存在不将荧光检测器11′设置在数据载体顶部的理由，这是因为，在这种情况下，发射自数据承载结构3的荧光可穿过旋光结构或微透镜10，从而聚焦到例如光检测器11′内的检测器部件上。
在读取所存储的数据即检测从数据承载结构发射的荧光方面，最好通过同时读取按连续的次序表示预定多级别编码中各级别值的数据承载参照结构来校准或控制所读取的值。所说的参照结构最好包括在分配给一个旋光结构的数据承载结构的数量之内，这种情况下，应参照图6和图7，其中可以看出，所示的数据承载结构3表示用于有四级编码的参照结构，连续的数据承载结构31-34表示上述可在数据结构中存储高达两位的四级编码中的各个状态。
在本发明的数据载体中，并在利用用于形成本发明数据承载结构3的方法时，可以获得非常小的数据承载结构，这是因为，均匀分布在荧光层1上的染料分子4所给出空间上的界限，最终仅受限于染料分子之间的距离及染料分子的大小。但值得注意的是，其它因素也会影响减小数据承载结构的大小或以不利的方式对荧光层产生影响。例如，染料分子的簇集或结晶会使荧光层成为颗粒结构，如果需要高浓度的染料分子以获得荧光层上的足够的荧光强度，则上述颗粒结构就会成为问题。
如果用热处理来使荧光减弱，则在形成数据承载结构期间所形成的高温范围会起关键作用。取决于荧光层和基层上的脉冲持续时间及热迁移参数，所说的高温范围会延伸到直接受照射的体积之外。即使在荧光减弱仅限于荧光层上形成数据承载结构时受强烈照射的体积的情况下，即在数据承载结构的体积没有热扩散延伸的情况下，也可能必须使用这样的荧光层，即为了能确保充分地吸光，上述荧光层会变得如此之厚以致会导致数据承载结构的位置分辨率的损失。
如上所述，在形成本发明的数据承载结构3时，为了使荧光减弱，可以有多种不同的过程，在这些过程中，可原地即在材料没有明显地转移一段距离的情况下影响各个染料分子4。众所周知，例如，在写光束的焦点区内进行局部加热之类的多种过程会引起分子层的材料转移。如前所述，这种过程包括官能团的形成、分裂、重组或与聚合物基底材料上相邻分子的化学反应。由于本发明不使用象反差形成装置那样大的区域内材料转移，故情况不同于用热塑变形进行写操作时的情况。这样，由于不会产生显著的材料流动，所以，同样不存在相邻数据承载结构重叠的问题，结果，本发明中可形成非常密集的图案。
在文献中已充分说明，来自固定在聚合物基底材料上染料的荧光会因例如在多个阶段受强烈照射而有不同程度的减弱，请参阅上述D.A.Gromov等人的文章。在本发明中，通过在形成数据承载结构和写数据期间适当地控制光线的强度和能量，可以获得荧光层1上数据承载结构3的多级编码。在读取数据时，可使用精确的、能在读取期间生成来自数据承载结构的荧光的光脉冲来量化来自数据承载结构的剩余荧光，从而指示出数据承载结构上的多位状态。
依照本发明，可通过例如调制入射光的强度和脉冲能量而使荧光减弱。用于写光束的所选定的各调制参数之比可以是线性的、非线性的或者是取决于阈值的。作为后者的一个实例，可提及的是，在通过因吸收光而局部加热从而导致荧光减弱的情况下，荧光减弱在达到阈值温度之前是不会实现的，例如必须达到荧光层1上聚合物基底材料的玻璃转移温度才会实现。所以，在本发明数据承载结构3的多级编码的实施过程中，应该认识到，对形成上述数据承载结构的参数选择在很大程度上取决于由经验规定的数据。
使用数据承载结构3的多级编码时所能获得的级数取决于用来形成数据承载结构的设备，并意味着必须要考虑写与读的速度和数据存储载体上的数据存储密度以及用于设备和数据存储载体的预定成本。
作为在使用多级编码中在级数方面能得到什么结果的一个实例，参照了用连续光脉冲对嵌在聚甲基丙烯酸甲脂内占吨染料的荧光减弱所做的实验。曝光度从非常高的水平开始减小，所有的荧光均会在上述非常高的水平上于一个脉冲内减弱。业已观察到，特定程度的荧光减弱所需的脉冲数以可重复的方式与前述曝光度有关。这方面请参照D.A.Gromov等人的上述文章。按照上述结果，对多级编码来说所能获得的最大状态数在100-2000范围内，也就是说，可在本发明的各个数据承载结构3内存储5-10位。作为一种比较，可参照上述以电子俘获为基础的光学数据存储器(ETOM)，这种存储器在这方面有特别的相关性，因为它也是以荧光为基础的。尽管所使用的材料和存储原理完全不同于本发明，但对设备及荧光检测的基本限制却是相似的。读取ETOM是按十三级来实现的，并且，如前所述，业已宣称将以商品化的形式实现十六级即4位存储。
在从本发明数据载体上的数据承载结构3中读取数据时，用能产生数据承载结构的荧光的较弱光束在数据承载结构的不同地点照射荧光层。尽管入射的荧光激励光线从不同方向照射到数据承载结构或荧光层上，但每种情况中数据承载结构发出的荧光均会全向地发射出来(图9)。尽管数据承载结构发射的全部荧光只有较少部分是以能被检测系统所拦截的方式射出的，但这部分对数据承载结构的所有位置和曝光方向来说均是大致相同的。这还包括从数据存储载体后部的反射和透射，所有数据承载结构发射的荧光均有相同的角强度分布。消除与可变的反射或全反射有关的问题是使用以荧光为基础的数据承载结构的一个重要方面。
由于形成数据承载结构3和检测这些结构发出的荧光是按两种不同波长范围进行的，所以，可以消除在荧光层1之间泄漏出的直射光线以及在数据存储载体内对上述光线的误反射。这一点是通过使用设置在荧光射线检测器11上的滤波器和/或通过用有适当光谱特性的非荧光染料对数据存储载体的基层2进行处理而实现的。通过在基层上引入吸收物质可以减少检测波长的交扰，从而可以显著地减弱在远大于基层厚度的距离上所传播的荧光。此外，使用荧光层上的不透明层7会在用旋光结构10通过聚焦来检测荧光时因吸收荧光层界面上的反射或因遮蔽来自相邻数据承载结构的反射或散射荧光而有助于增加本发明数据存储载体的抗扰性。
为了形成本发明数据存储载体中所使用的薄荧光层2，可以使用多种不同的染料，例如使用香豆素、占吨或噁嗪酮染料以及热硬化聚合物或热塑聚合物之类的硬基底材料。在染料溶解于基底材料之后且在基底材料硬化之前，对所说的薄层实施诸如旋转涂敷、静电喷涂涂敷、刮板涂布涂敷或弯月形涂敷之类的可以用于薄膜的多种涂敷处理。为了获得数据承载结构3的良好分辨性能，薄层的厚度应小于1μm，并且，在使用数据承载结构的多层编码的情况下，必须非常精确地控制染料的密度和薄层的厚度。即使在以与球形微透镜和相应弯曲荧光层相同心的方式使用一弯曲分隔层的情况下，上述要求也完全在当前用于大量生产过程的技术所提供的可能性范围内。
作为一个具体的实例，参照了上述A.D.Gromov等人的文章所述的染料/聚合物系统，其中，在由改进型聚甲基丙烯酸甲脂(MPMMA)构成的基底材料内嵌有6g若丹明。在用180个强度为1J/cm2(相当于10nJ/μm2)的波长为530nm的50ns激光脉冲照射6g若丹明氯化物时，荧光会完全熄灭。将强度增加至1.6J/cm2即对应于16nJ/μm2会使得荧光在一个脉冲内完全熄灭。这对应于等于10mW、聚焦于0.25μm2且脉冲长度为400ns的激光输出。上述参数接近目前通常光学数据存储装置中所使用的参数。
最后，应该提及的是，如果将本发明的数据载体设计成如图8所示的混合层，那么，也可以使用荧光在其中不能减弱的染料/聚合物系统。利用设置在荧光层4上面基本上不透明的层5，例如带有能形成小孔形式的金属层，可以阻止光线到达荧光层，即在写操作过程中使光线离开不透明层中会受影响的区域。在读取过程中，荧光只能在不透明层上所形成的开孔中受激发射。这种以使用受控荧光激励为基础的方法可以使用这样的可写层，该可写层在进行检测的波长范围内是不发荧光的，但却可被照射以形成分别对应于二进制0或二进制1的不透明或完全透光的状态。可以用按若干状态改变透光度(吸光度)的方式照射所说的层，以便能在荧光层上各数据承载结构中存储多于一位。四种状态或透光度会例如允许存储2位。这意味着能显著地扩大用于实现数据载体的选材可能性。