伴隨著信息技術的發(fā)展,信息量飛速增長與現(xiàn)有光盤有限存儲密度和存儲速度之間的矛盾日益尖銳,傳統(tǒng)的光盤存儲技術面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在眾多的新型光存儲技術中,超分辨率近場結(jié)構光存儲利用在普通光盤結(jié)構中添加非線性掩膜層等方法可突破衍射極限、實現(xiàn)超高密度光存儲,被視為最接近實用化的技術之一。目前,超分辨近場結(jié)構光存儲技術的研究還主要局限于超分辨機理研究、掩膜材料以及光盤結(jié)構的優(yōu)化等幾個方面。本文主要圍繞超分辨近場結(jié)構光存儲的存儲密度、存儲速度以及超分辨近場結(jié)構光盤的讀出信號質(zhì)量這幾個關鍵問題開展研究,旨在進一步完善和突破超分辨近場結(jié)構光存儲的相關理論和關鍵技術。首先,為了解決如何進一步提高超分辨近場結(jié)構光盤存儲密度的問題,在超分辨存儲的基本原理基礎上,采用矢量成像理論對光盤內(nèi)部的光場分布進行了分析,建立了超分辨掩膜光盤存儲系統(tǒng)的成像模型。通過光盤內(nèi)部特別是記錄層表面的光場分布的理論分析和數(shù)值模擬,重點分析了入射激光偏振態(tài)等特性對記錄光斑的影響,得出入射激光偏振態(tài)的初步選擇依據(jù)。還根據(jù)多層膜光盤的結(jié)構特點,深入研究了固體浸沒透鏡和空間濾波對焦點光場和光盤內(nèi)部光場分布的影響規(guī)律,分析提高超分辨近場光存... 

【文章來源】：國防科技大學湖南省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

CD、DVD、Blue-raydisc光盤存儲比較

國防科學技術大學研究生院博士學位論文與記錄介質(zhì)相互作用進行信息存儲，使記錄符的尺寸小于衍射極限，從而提高儲密度。此外，半導體材料如 InSb 也被用作掩膜層材料，由于半導體材料對光的非線性效應，掩膜層的透過率與光強緊密相關。對于不同的半導體薄膜，其過率隨光強增大或者減小，亦相當于一個“透過率孔徑”，這樣記錄層上的光的中心出現(xiàn)顯著的光強增大（尖峰）或者是光強減小（凹陷）。隨后，有研究小組又提出了一種新的掩膜材料 AgOx，電介質(zhì)保護層為nS-SiO2，得到了 200 nm 的記錄符和高于 30 dB 的 CNR，其典型結(jié)構如圖 1.3 (b)示[9,10]。有文獻報道稱它的原理是利用了 Ag 粒子的散射，而不是掩膜層的透過孔徑造成的[11]。當激光光束入射到 AgOx掩膜層之后，光斑中心的 AgOx受熱分為 Ag 粒子和 O2，這種 Ag 粒子即為近場光的發(fā)生源。在激光的照射下，銀粒子激發(fā)、產(chǎn)生表面等離子體共振增強效應而產(chǎn)生很強的局域散射光，由于記錄層掩膜層很近，散射光在發(fā)生衍射之前就與記錄層發(fā)生作用，從而使記錄符的尺小于衍射極限。當激光離開之后，Ag 粒子和 O2又重新反應生成 AgOx。

國防科學技術大學研究生院博士學位論文響應時間足夠短，熱穩(wěn)定性好，重復讀寫能力強。除了前面提到的 Sb 和 AgOx外，近些年來研究人員還提出了很多新型的掩膜層材料，如 InSb，Sb2Te3、ZnO、PtOx等。2001 年，Luping Shi 等人在圖 1.3(a) 所示的超分辨近場結(jié)構的基礎上提出了將 Sb2Te3作為掩膜層材料，并在掩膜層與相變層之間添加了 ZnS-SiO2電介質(zhì)保護層[12]，如圖 1.4(a) 所示。與以 Sb 為掩膜層材料的 Super-RENS 相比，這種新型結(jié)構的熱穩(wěn)定性有了很大的改善，抖晃（jitter）也顯著減小，提高了讀出信號的質(zhì)量。在此基礎上，借鑒等離子體局域增強效應，他們又于 2002 年提出了如圖 1.4(b) 所示的新型結(jié)構[13]。在這種結(jié)構中，他們增加一層等離子耦合層（LSPCL）來提高性能，其中等離子耦合層和掩膜層 Sb2Te3的位置可以互換。這種新結(jié)構的 CNR 比沒有 LSPCL 的 Sb2Te3型 Super-RENS 提高了 5 dB，而且獲得了更小尺寸的記錄符。


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