雙光子三維光存儲關(guān)鍵技術(shù)及其實驗系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對信息存儲容量的需求越來越大。三維光信息存儲作為一種提高信息存儲容量的手段越來越受到人們的廣泛關(guān)注。 本課題在國家自然科學基金(No.50275140，No.50335050)資助下完成。為了實現(xiàn)高密度三維光信息存儲，并與現(xiàn)有CD/DVD系統(tǒng)相兼容，本博士論文基于現(xiàn)有CD/DVD成熟的聚焦、循道伺服技術(shù)，采用雙光子激發(fā)信息寫入，單光子共焦顯微鏡讀出或雙光子讀出方法，搭建了一套與CD/DVD系統(tǒng)相兼容的

2、雙光子三維光盤存儲實驗系統(tǒng)，并進行雙光子三維光存儲相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究。由于雙光子吸收的非線性，采用雙光子寫入和讀出的方法可以有效地解決層與層之間的相互干擾問題，從而提高多層之間的抗干擾能力。共焦讀出方式具有很強的二維分辨能力，同時也可以避免層間信息的干擾，得到更高的信噪比。本博士論文主要研究成果包括以下幾個方面： 第一，基于雙光子吸收技術(shù)和CD/DVD伺服技術(shù)，自行搭建了一套雙光頭三維光盤存儲實驗系統(tǒng)，包括：聲光開關(guān)(聲光調(diào)制器)

3、控制，CD/DVD伺服系統(tǒng)的應用，熒光共焦讀寫系統(tǒng)，音圈電機控制系統(tǒng)，聚焦和循道誤差信號的提取與傳輸，加法器電路的實現(xiàn)，與熒光信號檢測系統(tǒng)等。并對雙光頭同步誤差進行了測試，結(jié)果表明在一定條件下雙光頭同步誤差基本符合雙光頭三維光存儲系統(tǒng)正常運行需滿足雙光頭同步誤差小于2 μm的要求。 第二，由于三維光信息存儲點在介質(zhì)的內(nèi)部，因此在讀寫過程中激光需要經(jīng)過兩層不同折射率的介質(zhì)(空氣和存儲介質(zhì))，可能會對像差和存儲效果產(chǎn)生很大的影響。

4、為此建立了光學存儲系統(tǒng)模型，在平行平板條件下，利用波像差函數(shù)推導展開，獲得五項初級(賽德耳)像差，即球差、慧差、像散、場曲，畸變，從理論和實驗上分析系統(tǒng)各項光學參數(shù)對折射率失配引起的像差的影響。采用澤爾尼克多項式對折射率失配引起的像差進行補償理論研究，并對補償方法進行了相應地分析。 第三，對一種新的光致漂白材料二苯乙烯衍生物進行吸收光潛和熒光光潛特性分析，并且在三維光存儲實驗系統(tǒng)上，進行了二進制編碼信息的雙光子存儲和讀出實驗研究

5、，實現(xiàn)了三層光信息存儲，信息點間距和信息層間距分別為4μm和15 μm，用Matlab軟件讀出信息的信號強度并對其進行了識別，識別結(jié)果與寫入的二進制編碼信息完全一致。對一種新的微爆材料(以PMMA為基質(zhì)摻雜Ce(DBM)<,3>Phen染料)進行了詳細的存儲性能分析和實驗研究，實現(xiàn)了四層信息存儲，點間距和層間距分別是4 μm和16μm。 第四，總結(jié)了本文的研究內(nèi)容和主要創(chuàng)新點，并展望三維光存儲未來的發(fā)展方向。 上述研究