發(fā)布時(shí)間：2021-08-12 02:57

　　伴隨著信息技術(shù)的發(fā)展,信息量飛速增長(zhǎng)與現(xiàn)有光盤(pán)有限存儲(chǔ)密度和存儲(chǔ)速度之間的矛盾日益尖銳,傳統(tǒng)的光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在眾多的新型光存儲(chǔ)技術(shù)中,超分辨率近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光存儲(chǔ)利用在普通光盤(pán)結(jié)構(gòu)中添加非線(xiàn)性掩膜層等方法可突破衍射極限、實(shí)現(xiàn)超高密度光存儲(chǔ),被視為最接近實(shí)用化的技術(shù)之一。目前,超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光存儲(chǔ)技術(shù)的研究還主要局限于超分辨機(jī)理研究、掩膜材料以及光盤(pán)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等幾個(gè)方面。本文主要圍繞超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光存儲(chǔ)的存儲(chǔ)密度、存儲(chǔ)速度以及超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤(pán)的讀出信號(hào)質(zhì)量這幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題開(kāi)展研究,旨在進(jìn)一步完善和突破超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光存儲(chǔ)的相關(guān)理論和關(guān)鍵技術(shù)。首先,為了解決如何進(jìn)一步提高超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu)光盤(pán)存儲(chǔ)密度的問(wèn)題,在超分辨存儲(chǔ)的基本原理基礎(chǔ)上,采用矢量成像理論對(duì)光盤(pán)內(nèi)部的光場(chǎng)分布進(jìn)行了分析,建立了超分辨掩膜光盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)的成像模型。通過(guò)光盤(pán)內(nèi)部特別是記錄層表面的光場(chǎng)分布的理論分析和數(shù)值模擬,重點(diǎn)分析了入射激光偏振態(tài)等特性對(duì)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(pán)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),深入研究了固體浸沒(méi)透鏡和空間濾波對(duì)焦點(diǎn)光場(chǎng)和光盤(pán)內(nèi)部光場(chǎng)分布的影響規(guī)律,分析提高超分辨近場(chǎng)光存... 

【文章來(lái)源】：國(guó)防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

CD、DVD、Blue-raydisc光盤(pán)存儲(chǔ)比較

國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院博士學(xué)位論文與記錄介質(zhì)相互作用進(jìn)行信息存儲(chǔ)，使記錄符的尺寸小于衍射極限，從而提高儲(chǔ)密度。此外，半導(dǎo)體材料如 InSb 也被用作掩膜層材料，由于半導(dǎo)體材料對(duì)光的非線(xiàn)性效應(yīng)，掩膜層的透過(guò)率與光強(qiáng)緊密相關(guān)。對(duì)于不同的半導(dǎo)體薄膜，其過(guò)率隨光強(qiáng)增大或者減小，亦相當(dāng)于一個(gè)“透過(guò)率孔徑”，這樣記錄層上的光的中心出現(xiàn)顯著的光強(qiáng)增大（尖峰）或者是光強(qiáng)減�。ò枷荩�。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(hù)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(gòu)如圖 1.3 (b)示[9,10]。有文獻(xiàn)報(bào)道稱(chēng)它的原理是利用了 Ag 粒子的散射，而不是掩膜層的透過(guò)孔徑造成的[11]。當(dāng)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(chǎng)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(qiáng)效應(yīng)而產(chǎn)生很強(qiáng)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(dāng)激光離開(kāi)之后，Ag 粒子和 O2又重新反應(yīng)生成 AgOx。

國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院博士學(xué)位論文響應(yīng)時(shí)間足夠短，熱穩(wěn)定性好，重復(fù)讀寫(xiě)能力強(qiáng)。除了前面提到的 Sb 和 AgOx外，近些年來(lái)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(chǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)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(hù)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(gòu)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(hào)的質(zhì)量。在此基礎(chǔ)上，借鑒等離子體局域增強(qiáng)效應(yīng)，他們又于 2002 年提出了如圖 1.4(b) 所示的新型結(jié)構(gòu)[13]。在這種結(jié)構(gòu)中，他們?cè)黾右粚拥入x子耦合層（LSPCL）來(lái)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(gòu)的 CNR 比沒(méi)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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