三維光存儲能將光存儲密度提高幾個數量級。實現三維光存儲技術的主要困難之一就是在讀取信息時,如何有效地消除相鄰數據層之間的相互串擾。本文提出了一種基于共焦顯微鏡光學分層技術的三維光盤讀取技術。共焦顯微鏡能對一定厚度的透明材料進行光學層析掃描,其結構上采用針孔(Pinhole)裝置,形成物象共軛的獨特設計,激光經物鏡焦平面上針孔形成點光源對樣品掃描,于測量透鏡焦平面的探測針孔處經空間濾波后,有效地抑制同焦平面上非測量光點附近的雜散熒光和樣品非聚焦面上射來的干擾熒光,這是因為光學系統物象共軛,只有物鏡焦平面上的點經針孔空間濾波才能進入探測器被接收。因此,利用共焦技術,當激光聚焦在選定的信息層上時,來至于其他相隔一定距離的信息層數據將不會通過共焦小孔而進入探測器被讀取,這大大的抑制了層間竄擾,使我們可以分別對各個信息層進行獨立數據讀取。 論文主要完成了以下工作: (1)引入共焦顯微鏡原理,系統地設計了共焦多層光盤信號讀取的光路系統,并利用共焦光學傳遞函數,對共焦多層光盤系統進行數學計算和理論分析。 (2)應用矢量衍射理論,建立了光盤信號讀取的數學模型,并進行分析。隨著光盤數據容量的不斷增大,信...

【文章頁數】：117 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景、意義、目的
    1.2 國內外研究狀況及進展
        1.2.1 雙光子吸收三維光存儲
        1.2.2 光學體全息存儲
        1.2.3 光譜燒孔數據存儲
        1.2.4 利用飛秒脈沖激光在透明介質中實現三維存儲
        1.2.5 其他三維體存儲技術
    1.3 國內外目前各種三維存儲技術的優缺點比較及發展方向
    1.4 共焦三維光盤讀取技術方案及研究的主要內容
    1.5 小結
第二章 共焦多層光盤系統設計與分析
    2.1 共焦讀出模塊原理與分析
        2.1.1 共焦顯微系統原理
        2.1.2 共焦顯微系統成像理論分析
    2.2 多層光盤系統設計與分析
        2.2.1 CD/DVD系統介紹
        2.2.2 共焦多層光盤光學系統
    2.3 小結
第三章 光盤衍射理論
    3.1 光盤標量衍射
        3.1.1 標量衍射理論介紹
        3.1.2 標量衍射理論的優缺點與誤差分析
    3.2.矢量衍射理論
        3.2.1 聚焦光束的分解
        3.2.2 衍射波場的計算
        3.2.3 讀出信號的計算
    3.3 小結
第四章 光盤嚴格耦合波分析和算法實現
    4.1 耦合波理論
        4.1.1 光盤模型與參數
        4.1.2 電磁場方程與定解條件
        4.1.3 光柵區域的電磁場
        4.1.4 盤基和鋁介質內的波場
        4.1.5 衍射波場的求解
    4.2 分析算法的程序實現
        4.2.1 采樣方法
        4.2.2 程序流程
    4.3 小結
第五章 多層光盤讀出信號計算仿真與分析
    5.1 應用矢量衍射理論對光盤讀出信號的分析
        5.1.1 光源偏振態的影響
        5.1.2 平面波入射角度對讀出信號的影響
        5.1.3 坑點形貌參數對讀出信號的影響
        5.1.4 金屬膜參數對讀出信號的影響
    5.2.FDTD軟件仿真
        5.2.1 DVD光盤信號仿真
        5.2.2 多層光盤信號仿真
    5.3 小結
第六章 共焦多層光盤系統設計與實驗結果分析
    6.1 實驗系統設計與裝置
        6.1.1 實驗光路系統
        6.1.2 讀出信號處理模塊
        6.1.3 數據采集模塊
        6.1.4 LABVIEW計算機程序設計
    6.2 實驗結果與分析
    6.3 小結
第七章 結論與展望
    1.結論
    2.論文研究工作創新點
    3.展望
參考文獻
致謝
碩士期間發表的論文
附錄 MATLAB光盤矢量衍射程序



本文編號：3995841