高斯光的超分辨理论及其在高密度光存储中的应用研究

发布时间：2020-05-27 03:04

【摘要】：随着现代社会信息存储和传输量的日益增加,超高密度、超大容量、超快信息存储技术越来越受到人们的关注,其中光盘存储由于其一系列突出的优点而得到了迅猛的发展。提高光存储容量的关键在于提高光学分辨率,这就使得研究人员一直以来专注于研究各种手段来改善系统的分辨率。光学超分辨技术从上个世纪九十年代开始受到人们的重视,之后对其进行了广泛的研究。本论文的主要工作就是集中于研究高斯光的超分辨理论以及其在高密度光存储中的应用。着重开展了以下几个方面的研究：一、设计出适用于高斯光的超分辨光瞳滤波器；二、高斯光的超分辨性能研究,与均匀振幅入射光超分辨性能的比较分析；三、超分辨光学读取系统和母盘刻录系统的研究；四、光学读取系统的调试和评价的实验研究。 本论文的主要工作和创新成果如下： 1、针对高斯光的振幅分布特性设计出适合的超分辨光瞳滤波器。将入射激光的高斯型振幅分布考虑到光瞳滤波器的设计中来,按照给定的超分辨特性分别对振幅型和位相型滤波器给出其设计参数。设计出的滤波器与以往用均匀振幅入射光设计的相比较,更加符合实际应用的需要,而且性能好,能量利用率高。 2、均匀振幅入射光和高斯光的超分辨性能比较。给出了高斯光的超分辨性能,并与均匀振幅入射光的各项性能进行了比较研究。结果表明超分辨性能与入射光的类型有很大关系。不管是振幅型还是位相型光瞳滤波器,对应同样的光斑压缩比,高斯光比均匀振幅入射光的中心强度比率和旁瓣效应要好得多。而且,对于高斯光,两种不同类型滤波器的性能非常相似。 3、任意高斯光的三维超分辨性能研究。除了聚焦光斑的尺寸,考虑到焦深在光学成像中的重要性,对高斯光在焦点处三维超分辨性能进行了研究；而且将高斯光的振幅特性参数——光腰半径作为变量,研究了不同类型入射光的超分辨性能,得到了在超分辨性能计算中可以将高斯光近似看作均匀振幅入射光的极限条件,为滤波器的实际应用提供了参考。相反如果所需的超分辨特性给定,也可以得到相应的滤波器结构。 4、设计出了新型超分辨光学读取系统。为了克服在光学读取系统中加入额外的光瞳滤波器带来的种种问题,对超分辨光学读取系统的结构进行了分析和调整,设计出了两种全新的结构。这两种结构虽然也存在着一些不足,但是由于其显著的优点,具有很高的实用价值,为超分辨光学读取系统的产业化实现提供了依据。 5、设计出了超分辨母盘刻录系统。将超分辨理论应用于母盘刻录系统中,经过对系统光路的研究分析,确定了光瞳滤波器放置的位置,并且用光学模拟软件ZEMAX模拟出了系统的光路图,得到了焦平面上的光强分布。实际分别模拟了不同类型高斯光和均匀振幅入射光入射时的光强分布,模拟结果与理论计算结果相符,证明了高斯光超分辨理论的正确性,同时也证实了超分辨母盘刻录系统的可实现性。 6、进行了光学头的调试和评价实验。调试和评价工作是光学读取头生产中不可或缺的步骤,只有经过评价测试合格的光学头才能准确无误的读取数据。通过实际操作,具体客观的探索了光学读取头的评价参数和元件调整等,而且调试了只加入透明板时光学头的读取性能,为超分辨光学读取系统的产业化积累了经验。
【图文】：

这种光盘采用波长为 450 nln 的蓝光激光器作为读写光源, 物镜的数值 .0 58 , 共准备有单面单层记录容量为 32 .3GB ! 52 G B ! 27G B 的 3 种可擦, 光盘生产厂家可以根据技术水平进行选择 " 图 2.1 为 BD 阵营所展示的机和刻录机 "鬓}黝纂摹鬓黔(a)M itsubis一i 播放机原型 (b)panasonie 播放机原型

数据再生错误的问题 "有的DV D 将两张.0 6~ 的基片粘合在一起的构造不同, BD覆盖 0.1~ 厚度保护层, 通过减小保护层厚度来应对数值孔护层的变薄, 光盘的耐伤抗污性能随之降低, 为了保护盘面,盒中" BD 的主要技术优势就在于容量大, 单层容量可达到 介绍的 HD D V D 的 巧G B 高了76 % , 而且, BD 的目标是 8 D 光盘是一种不同于以往的全新结构, 目前存在许多弱点: 光作难度大; 不能使用现有的 D V D 光盘生产设备, 产业兼容所采用技术门槛较cD 及 Dv D 大为提高,要保证保护层厚度误生产系统要求高, 还有结构设计和驱动器等多项开发困难 "JD D V D
【学位授予单位】：武汉大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：O438;TP333.4

【参考文献】

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1 干福熹;信息材料的跨世纪展望[J];世界科技研究与发展;2000年01期

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本文编号：2682849