【摘要】：隨著現(xiàn)代社會信息存儲和傳輸量的日益增加,超高密度、超大容量、超快信息存儲技術(shù)越來越受到人們的關(guān)注,其中光盤存儲由于其一系列突出的優(yōu)點而得到了迅猛的發(fā)展。提高光存儲容量的關(guān)鍵在于提高光學分辨率,這就使得研究人員一直以來專注于研究各種手段來改善系統(tǒng)的分辨率。光學超分辨技術(shù)從上個世紀九十年代開始受到人們的重視,之后對其進行了廣泛的研究。本論文的主要工作就是集中于研究高斯光的超分辨理論以及其在高密度光存儲中的應用。著重開展了以下幾個方面的研究：一、設(shè)計出適用于高斯光的超分辨光瞳濾波器；二、高斯光的超分辨性能研究,與均勻振幅入射光超分辨性能的比較分析；三、超分辨光學讀取系統(tǒng)和母盤刻錄系統(tǒng)的研究；四、光學讀取系統(tǒng)的調(diào)試和評價的實驗研究。 本論文的主要工作和創(chuàng)新成果如下： 1、針對高斯光的振幅分布特性設(shè)計出適合的超分辨光瞳濾波器。將入射激光的高斯型振幅分布考慮到光瞳濾波器的設(shè)計中來,按照給定的超分辨特性分別對振幅型和位相型濾波器給出其設(shè)計參數(shù)。設(shè)計出的濾波器與以往用均勻振幅入射光設(shè)計的相比較,更加符合實際應用的需要,而且性能好,能量利用率高。 2、均勻振幅入射光和高斯光的超分辨性能比較。給出了高斯光的超分辨性能,并與均勻振幅入射光的各項性能進行了比較研究。結(jié)果表明超分辨性能與入射光的類型有很大關(guān)系。不管是振幅型還是位相型光瞳濾波器,對應同樣的光斑壓縮比,高斯光比均勻振幅入射光的中心強度比率和旁瓣效應要好得多。而且,對于高斯光,兩種不同類型濾波器的性能非常相似。 3、任意高斯光的三維超分辨性能研究。除了聚焦光斑的尺寸,考慮到焦深在光學成像中的重要性,對高斯光在焦點處三維超分辨性能進行了研究；而且將高斯光的振幅特性參數(shù)——光腰半徑作為變量,研究了不同類型入射光的超分辨性能,得到了在超分辨性能計算中可以將高斯光近似看作均勻振幅入射光的極限條件,為濾波器的實際應用提供了參考。相反如果所需的超分辨特性給定,也可以得到相應的濾波器結(jié)構(gòu)。 4、設(shè)計出了新型超分辨光學讀取系統(tǒng)。為了克服在光學讀取系統(tǒng)中加入額外的光瞳濾波器帶來的種種問題,對超分辨光學讀取系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行了分析和調(diào)整,設(shè)計出了兩種全新的結(jié)構(gòu)。這兩種結(jié)構(gòu)雖然也存在著一些不足,但是由于其顯著的優(yōu)點,具有很高的實用價值,為超分辨光學讀取系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化實現(xiàn)提供了依據(jù)。 5、設(shè)計出了超分辨母盤刻錄系統(tǒng)。將超分辨理論應用于母盤刻錄系統(tǒng)中,經(jīng)過對系統(tǒng)光路的研究分析,確定了光瞳濾波器放置的位置,并且用光學模擬軟件ZEMAX模擬出了系統(tǒng)的光路圖,得到了焦平面上的光強分布。實際分別模擬了不同類型高斯光和均勻振幅入射光入射時的光強分布,模擬結(jié)果與理論計算結(jié)果相符,證明了高斯光超分辨理論的正確性,同時也證實了超分辨母盤刻錄系統(tǒng)的可實現(xiàn)性。 6、進行了光學頭的調(diào)試和評價實驗。調(diào)試和評價工作是光學讀取頭生產(chǎn)中不可或缺的步驟,只有經(jīng)過評價測試合格的光學頭才能準確無誤的讀取數(shù)據(jù)。通過實際操作,具體客觀的探索了光學讀取頭的評價參數(shù)和元件調(diào)整等,而且調(diào)試了只加入透明板時光學頭的讀取性能,為超分辨光學讀取系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化積累了經(jīng)驗。
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這種光盤采用波長為 450 nln 的藍光激光器作為讀寫光源, 物鏡的數(shù)值 .0 58 , 共準備有單面單層記錄容量為 32 .3GB ! 52 G B ! 27G B 的 3 種可擦, 光盤生產(chǎn)廠家可以根據(jù)技術(shù)水平進行選擇 " 圖 2.1 為 BD 陣營所展示的機和刻錄機 "鬢}黝纂摹鬢黔(a)M itsubis一i 播放機原型 (b)panasonie 播放機原型

數(shù)據(jù)再生錯誤的問題 "有的DV D 將兩張.0 6~ 的基片粘合在一起的構(gòu)造不同, BD覆蓋 0.1~ 厚度保護層, 通過減小保護層厚度來應對數(shù)值孔護層的變薄, 光盤的耐傷抗污性能隨之降低, 為了保護盤面,盒中" BD 的主要技術(shù)優(yōu)勢就在于容量大, 單層容量可達到 介紹的 HD D V D 的 巧G B 高了76 % , 而且, BD 的目標是 8 D 光盤是一種不同于以往的全新結(jié)構(gòu), 目前存在許多弱點: 光作難度大; 不能使用現(xiàn)有的 D V D 光盤生產(chǎn)設(shè)備, 產(chǎn)業(yè)兼容所采用技術(shù)門檻較cD 及 Dv D 大為提高,要保證保護層厚度誤生產(chǎn)系統(tǒng)要求高, 還有結(jié)構(gòu)設(shè)計和驅(qū)動器等多項開發(fā)困難 "JD D V D
【學位授予單位】：武漢大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：O438;TP333.4

【參考文獻】

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1 干福熹;信息材料的跨世紀展望[J];世界科技研究與發(fā)展;2000年01期

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本文編號：2682849