飛秒激光三維光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，需要存儲(chǔ)的數(shù)字化信息以驚人的速度增長(zhǎng)，如此大的信息量需要大容量的存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)支撐。在國(guó)家自然科學(xué)基金(No．50275140，No．50335050)及“863”項(xiàng)目(MEMS 2003AA404050)的資助下，本論文結(jié)合雙光子三維共焦熒光存儲(chǔ)技術(shù)與現(xiàn)有光盤存儲(chǔ)伺服技術(shù)，提出了飛秒激光三維光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，搭建了一套雙光子三維光盤存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并對(duì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。 首先，通過(guò)對(duì)目前國(guó)

2、際上研究的多種多層盤片伺服方案的分析，結(jié)合在像差校正中應(yīng)用的雙元透鏡控制技術(shù)，設(shè)計(jì)了三維光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)變焦選層方案，并詳細(xì)分析了系統(tǒng)跟蹤和選層過(guò)程中，音圈電機(jī)的致動(dòng)曲線?？紤]到變焦選層方案控，制及光學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜性，提出了雙光頭異側(cè)方案，作為本論文飛秒激光三維光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)模型，并分析計(jì)算了由于制造、裝配原因?qū)е碌碾p光頭軸向、徑向同步誤差。提出共焦模塊光強(qiáng)伺服控制技術(shù)，并利用光致漂白材料存儲(chǔ)結(jié)果的標(biāo)定行數(shù)據(jù)進(jìn)行matlab模擬仿真。

3、 其次，利用共焦熒光顯微原理及其三維光學(xué)傳遞函數(shù)，分析了本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)共焦模塊參數(shù)對(duì)單、雙光子共焦熒光讀取分辨率的影響。單光子共焦熒光系統(tǒng)共焦小孔直徑10．4μm時(shí)，層析能力比采用208．4μm共焦小孔提高了3．6倍。雙光子共焦熒光系統(tǒng)共焦小孔直徑7.8μm時(shí)，層析能力比采用156．7μm共焦小孔提高了1．56倍。離焦量大時(shí)，雙光子共焦熒光系統(tǒng)比單光子共焦熒光系統(tǒng)有更好的軸向響應(yīng)。通過(guò)已知大小熒光物雙光子共焦熒光成像實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了共焦小孔

4、商徑與系統(tǒng)橫向軸向分辨率的反比關(guān)系。 然后，完成飛秒激光三維光盤存儲(chǔ)系統(tǒng)伺服模塊的硬件設(shè)計(jì)和制作，實(shí)現(xiàn)伺服模塊功能，完成共焦模塊讀寫光路的設(shè)計(jì)和搭建，完成共焦模塊同步控制電路的設(shè)計(jì)和制作。根據(jù)實(shí)測(cè)的雙光頭同步控制電路聚焦輸入輸出信號(hào)，辨識(shí)同步控制電路聚焦控制模型，仿真曲線和實(shí)測(cè)結(jié)果吻合較好，二者符合度為78．0259％。搭建雙光頭同步聚焦誤差檢測(cè)實(shí)驗(yàn)裝置，檢測(cè)、計(jì)算各激振頻率下的同步聚焦誤差幅值。選擇二苯乙烯類衍生物光致漂白材料

5、旋涂在DVD盤片上進(jìn)行雙光頭原理實(shí)驗(yàn)，獲得初步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后，改建了基于平移臺(tái)的存儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，進(jìn)行飛秒激光三維光存儲(chǔ)材料研究。在光致變色材料(二芳基乙烯類衍生物)摻雜的PMMA膜中存儲(chǔ)兩層數(shù)據(jù)，點(diǎn)間距4μm，層間距8μm。在光致漂白材料(二苯乙烯類衍生物BPSBP)摻雜的PMMA聚合物膜中實(shí)現(xiàn)三層信息存儲(chǔ)，點(diǎn)間距4μm，層間距15μm。在微爆材料Sin(DBM)<,3>Phen/PMMA樣品中進(jìn)行了九層微爆信息存儲(chǔ)，點(diǎn)間距為4μm，層