超分辨近场结构光存储关键问题研究
发布时间：2021-08-12 02:57
伴随着信息技术的发展,信息量飞速增长与现有光盘有限存储密度和存储速度之间的矛盾日益尖锐,传统的光盘存储技术面临着巨大的挑战。在众多的新型光存储技术中,超分辨率近场结构光存储利用在普通光盘结构中添加非线性掩膜层等方法可突破衍射极限、实现超高密度光存储,被视为最接近实用化的技术之一。目前,超分辨近场结构光存储技术的研究还主要局限于超分辨机理研究、掩膜材料以及光盘结构的优化等几个方面。本文主要围绕超分辨近场结构光存储的存储密度、存储速度以及超分辨近场结构光盘的读出信号质量这几个关键问题开展研究,旨在进一步完善和突破超分辨近场结构光存储的相关理论和关键技术。首先,为了解决如何进一步提高超分辨近场结构光盘存储密度的问题,在超分辨存储的基本原理基础上,采用矢量成像理论对光盘内部的光场分布进行了分析,建立了超分辨掩膜光盘存储系统的成像模型。通过光盘内部特别是记录层表面的光场分布的理论分析和数值模拟,重点分析了入射激光偏振态等特性对记录光斑的影响,得出入射激光偏振态的初步选择依据。还根据多层膜光盘的结构特点,深入研究了固体浸没透镜和空间滤波对焦点光场和光盘内部光场分布的影响规律,分析提高超分辨近场光存...
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
CD、DVD、Blue-raydisc光盘存储比较
国防科学技术大学研究生院博士学位论文与记录介质相互作用进行信息存储，使记录符的尺寸小于衍射极限，从而提高储密度。此外，半导体材料如 InSb 也被用作掩膜层材料，由于半导体材料对光的非线性效应，掩膜层的透过率与光强紧密相关。对于不同的半导体薄膜，其过率随光强增大或者减小，亦相当于一个“透过率孔径”，这样记录层上的光的中心出现显著的光强增大（尖峰）或者是光强减小（凹陷）。随后，有研究小组又提出了一种新的掩膜材料 AgOx，电介质保护层为nS-SiO2，得到了 200 nm 的记录符和高于 30 dB 的 CNR，其典型结构如图 1.3 (b)示[9,10]。有文献报道称它的原理是利用了 Ag 粒子的散射，而不是掩膜层的透过孔径造成的[11]。当激光光束入射到 AgOx掩膜层之后，光斑中心的 AgOx受热分为 Ag 粒子和 O2，这种 Ag 粒子即为近场光的发生源。在激光的照射下，银粒子激发、产生表面等离子体共振增强效应而产生很强的局域散射光，由于记录层掩膜层很近，散射光在发生衍射之前就与记录层发生作用，从而使记录符的尺小于衍射极限。当激光离开之后，Ag 粒子和 O2又重新反应生成 AgOx。
国防科学技术大学研究生院博士学位论文响应时间足够短，热稳定性好，重复读写能力强。除了前面提到的 Sb 和 AgOx外，近些年来研究人员还提出了很多新型的掩膜层材料，如 InSb，Sb2Te3、ZnO、PtOx等。2001 年，Luping Shi 等人在图 1.3(a) 所示的超分辨近场结构的基础上提出了将 Sb2Te3作为掩膜层材料，并在掩膜层与相变层之间添加了 ZnS-SiO2电介质保护层[12]，如图 1.4(a) 所示。与以 Sb 为掩膜层材料的 Super-RENS 相比，这种新型结构的热稳定性有了很大的改善，抖晃（jitter）也显著减小，提高了读出信号的质量。在此基础上，借鉴等离子体局域增强效应，他们又于 2002 年提出了如图 1.4(b) 所示的新型结构[13]。在这种结构中，他们增加一层等离子耦合层（LSPCL）来提高性能，其中等离子耦合层和掩膜层 Sb2Te3的位置可以互换。这种新结构的 CNR 比没有 LSPCL 的 Sb2Te3型 Super-RENS 提高了 5 dB，而且获得了更小尺寸的记录符。
本文编号：3337439
【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：131 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
CD、DVD、Blue-raydisc光盘存储比较
国防科学技术大学研究生院博士学位论文与记录介质相互作用进行信息存储，使记录符的尺寸小于衍射极限，从而提高储密度。此外，半导体材料如 InSb 也被用作掩膜层材料，由于半导体材料对光的非线性效应，掩膜层的透过率与光强紧密相关。对于不同的半导体薄膜，其过率随光强增大或者减小，亦相当于一个“透过率孔径”，这样记录层上的光的中心出现显著的光强增大（尖峰）或者是光强减小（凹陷）。随后，有研究小组又提出了一种新的掩膜材料 AgOx，电介质保护层为nS-SiO2，得到了 200 nm 的记录符和高于 30 dB 的 CNR，其典型结构如图 1.3 (b)示[9,10]。有文献报道称它的原理是利用了 Ag 粒子的散射，而不是掩膜层的透过孔径造成的[11]。当激光光束入射到 AgOx掩膜层之后，光斑中心的 AgOx受热分为 Ag 粒子和 O2，这种 Ag 粒子即为近场光的发生源。在激光的照射下，银粒子激发、产生表面等离子体共振增强效应而产生很强的局域散射光，由于记录层掩膜层很近，散射光在发生衍射之前就与记录层发生作用，从而使记录符的尺小于衍射极限。当激光离开之后，Ag 粒子和 O2又重新反应生成 AgOx。
国防科学技术大学研究生院博士学位论文响应时间足够短，热稳定性好，重复读写能力强。除了前面提到的 Sb 和 AgOx外，近些年来研究人员还提出了很多新型的掩膜层材料，如 InSb，Sb2Te3、ZnO、PtOx等。2001 年，Luping Shi 等人在图 1.3(a) 所示的超分辨近场结构的基础上提出了将 Sb2Te3作为掩膜层材料，并在掩膜层与相变层之间添加了 ZnS-SiO2电介质保护层[12]，如图 1.4(a) 所示。与以 Sb 为掩膜层材料的 Super-RENS 相比，这种新型结构的热稳定性有了很大的改善，抖晃（jitter）也显著减小，提高了读出信号的质量。在此基础上，借鉴等离子体局域增强效应，他们又于 2002 年提出了如图 1.4(b) 所示的新型结构[13]。在这种结构中，他们增加一层等离子耦合层（LSPCL）来提高性能，其中等离子耦合层和掩膜层 Sb2Te3的位置可以互换。这种新结构的 CNR 比没有 LSPCL 的 Sb2Te3型 Super-RENS 提高了 5 dB，而且获得了更小尺寸的记录符。
本文编号：3337439
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