雙光子三維光存儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)及其實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)信息存儲(chǔ)容量的需求越來(lái)越大。三維光信息存儲(chǔ)作為一種提高信息存儲(chǔ)容量的手段越來(lái)越受到人們的廣泛關(guān)注。 本課題在國(guó)家自然科學(xué)基金(No.50275140，No.50335050)資助下完成。為了實(shí)現(xiàn)高密度三維光信息存儲(chǔ)，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(xiě)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(pán)存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并進(jìn)行雙光子三維光存儲(chǔ)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(xiě)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(wèn)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(qiáng)的二維分辨能力，同時(shí)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(gè)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(pán)存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，包括：聲光開(kāi)關(guān)(聲光調(diào)制器)

3、控制，CD/DVD伺服系統(tǒng)的應(yīng)用，熒光共焦讀寫(xiě)系統(tǒng)，音圈電機(jī)控制系統(tǒng)，聚焦和循道誤差信號(hào)的提取與傳輸，加法器電路的實(shí)現(xiàn)，與熒光信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)等。并對(duì)雙光頭同步誤差進(jìn)行了測(cè)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(chǔ)系統(tǒng)正常運(yùn)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(chǔ)點(diǎn)在介質(zhì)的內(nèi)部，因此在讀寫(xiě)過(guò)程中激光需要經(jīng)過(guò)兩層不同折射率的介質(zhì)(空氣和存儲(chǔ)介質(zhì))，可能會(huì)對(duì)像差和存儲(chǔ)效果產(chǎn)生很大的影響。

4、為此建立了光學(xué)存儲(chǔ)系統(tǒng)模型，在平行平板條件下，利用波像差函數(shù)推導(dǎo)展開(kāi)，獲得五項(xiàng)初級(jí)(賽德耳)像差，即球差、慧差、像散、場(chǎng)曲，畸變，從理論和實(shí)驗(yàn)上分析系統(tǒng)各項(xiàng)光學(xué)參數(shù)對(duì)折射率失配引起的像差的影響。采用澤爾尼克多項(xiàng)式對(duì)折射率失配引起的像差進(jìn)行補(bǔ)償理論研究，并對(duì)補(bǔ)償方法進(jìn)行了相應(yīng)地分析。 第三，對(duì)一種新的光致漂白材料二苯乙烯衍生物進(jìn)行吸收光潛和熒光光潛特性分析，并且在三維光存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上，進(jìn)行了二進(jìn)制編碼信息的雙光子存儲(chǔ)和讀出實(shí)驗(yàn)研究

5、，實(shí)現(xiàn)了三層光信息存儲(chǔ)，信息點(diǎn)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(hào)強(qiáng)度并對(duì)其進(jìn)行了識(shí)別，識(shí)別結(jié)果與寫(xiě)入的二進(jìn)制編碼信息完全一致。對(duì)一種新的微爆材料(以PMMA為基質(zhì)摻雜Ce(DBM)<,3>Phen染料)進(jìn)行了詳細(xì)的存儲(chǔ)性能分析和實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)現(xiàn)了四層信息存儲(chǔ)，點(diǎn)間距和層間距分別是4 μm和16μm。 第四，總結(jié)了本文的研究?jī)?nèi)容和主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，并展望三維光存儲(chǔ)未來(lái)的發(fā)展方向。 上述研究