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飞秒激光多层高密度存储关键问题研究

作　者: 邢卉
导　师: 黄文浩
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 精密机械及仪器
关键词: 三维光存储 飞秒激光 光致变色 光致漂白 微爆 光斑调制
分类号: TP333
类　型: 博士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


飞秒激光三维光存储是一种高密度和超高密度存储技术,在国内外已受到高度重视,并已成为信息存储领域研究的热点。本文采用飞秒激光系统对单光束双光子存储技术、单光束微爆存储技术及不同存储介质的存储特性进行了理论和实验研究。为了减小信息点尺寸进一步增大三维体存储密度,对激光光束聚焦焦斑的质量优化也做了一定理论和实验研究。本课题在国家自然科学基金(No.50275140、No.50335050)及“863”项目(MEMS2003AA404050、No.2006AA042311)资助下完成的。主要工作包括:1.对光致变色材料分析了写入功率和曝光时间对信息点尺寸的影响,研究了材料的热稳定性、抗疲劳强度,并在两种光致变色材料中实现了多层信息存储。2.对光致漂白材料研究了双光子光致发光以及光致漂白特性,分析了写入功率和曝光时间对信息的影响,并研究了材料的热稳定性和受激发射荧光强度随时间的变化关系。对两种材料进行了多层信息存储实验。3.通过在聚合物PMMA中掺杂稀土配合物和纳米金属Ag粒子降低了PMMA的微爆存储阈值。对微爆信息点写入激光能量与读出信号的灰度(对比度)关系,以及写入激光能量与写入信号的横向尺寸、纵向尺寸的关系做了研究。对纳米金属Ag粒子掺杂的聚合物薄膜存储信息点的光致发光做了分析。在这两种材料中实现了多层信息存储。4.为了进一步提高三维信息存储体密度,提出通过光斑调制缩小焦斑尺寸,并对位相型光瞳滤波器(位相板)做了理论研究以及设计。通过对简单的二环0-π位相板和非0-π位相板的分析,重点研究了离焦现象的存在对横向调制效果的影响。在此基础上,利用公式设计了满足横向、纵向、三维调制的位相板,分析了高斯光束入射时这些位相板调制效果的变化情况。加工了一种结构简单的0-π结构位相板,并对这个位相板的加工误差和测试误差进行了分析。这些研究对高密度三维信息存储的实用化打下了一定基础。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-24
  1.1 光信息存储现状  10-11
  1.2 双光子吸收三维光存储技术  11-19
    1.2.1 双光子三维光存储现状  11-14
    1.2.2 双光子三维信息存储写入与读出方式  14-16
    1.2.3 双光子三维信息存储的材料  16-19
  1.3 飞秒激光微爆三维光存储技术  19-20
  1.4 三维信息存储写入激光光斑优化技术  20-22
  1.5 本论文研究意义和主要内容  22-24
第2章 飞秒激光双光子三维信息存储  24-54
  2.1 引言  24
  2.2 双光子信息存储读/写系统  24-28
  2.3 双光子吸收存储机制  28-33
    2.3.1 非线性双光子过程  28-31
    2.3.2 双光子吸收基本原理  31-32
    2.3.3 双光子吸收信息存储  32-33
  2.4 光致变色三维信息存储  33-43
    2.4.1 光致变色存储机理与材料  33-34
    2.4.2 二芳基乙烯类材料三维信息存储  34-39
    2.4.3 环加成类材料三维信息存储  39-43
  2.5 光致漂白三维信息存储  43-53
    2.5.1 光致漂白机理  43-44
    2.5.2 二苯乙烯衍生物光漂白存储  44-49
    2.5.3 嘧啶类材料光漂白存储  49-53
  2.6 小结  53-54
第3章 飞秒激光微爆三维信息存储  54-70
  3.1 引言  54
  3.2 飞秒激光微爆存储系统  54-56
  3.3 飞秒激光微爆存储机理  56-58
  3.4 稀土配合物掺杂聚合物的微爆三维信息存储  58-62
  3.5 纳米银掺杂聚合物的微爆三维信息存储  62-69
  3.6 小结  69-70
第4章 信息存储点质量优化的研究  70-100
  4.1 引言  70-71
  4.2 薄透镜焦斑模型  71-75
    4.2.1 平行光束焦斑模型  71-73
    4.2.2 高斯光束焦斑模型  73-75
  4.3 位相板焦斑调制  75-94
    4.3.1 沿轴方向焦斑调制  75-83
    4.3.2 横向焦斑调制  83-91
    4.3.3 三维光斑调制  91-94
  4.4 位相板的加工与测试  94-99
  4.5 小结  99-100
第5章 总结与展望  100-103
  5.1 工作总结  100-101
  5.2 工作展望  101-103
参考文献  103-112
攻读学位期间发表的学术论文与取得的其他研究成果  112-113
致谢  113

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 电子数字计算机（不连续作用电子计算机） > 存贮器
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