飞秒激光三维光盘存储系统及相关技术研究
发布时间：2023-03-14 22:15
随着网络和多媒体技术的发展，需要存储的数字化信息以惊人的速度增长，如此大的信息量需要大容量的存储设备来支撑。在国家自然科学基金(No.50275140，No.50335050)及“863”项目(MEMS 2003AA404050)的资助下，本论文结合双光子三维共焦荧光存储技术与现有光盘存储伺服技术，提出了飞秒激光三维光盘存储系统设计方案，搭建了一套双光子三维光盘存储实验系统，并对相关问题进行了理论和实验研究。 首先，通过对目前国际上研究的多种多层盘片伺服方案的分析，结合在像差校正中应用的双元透镜控制技术，设计了三维光盘存储系统变焦选层方案，并详细分析了系统跟踪和选层过程中，音圈电机的致动曲线。考虑到变焦选层方案控制及光学系统的复杂性，提出了双光头异侧方案，作为本论文飞秒激光三维光盘存储系统的实现模型，并分析计算了由于制造、装配原因导致的双光头轴向、径向同步误差。提出共焦模块光强伺服控制技术，并利用光致漂白材料存储结果的标定行数据进行matlab模拟仿真。 其次，利用共焦荧光显微原理及其三维光学传递函数，分析了本实验系统共焦模块参数对单、双光子共焦荧光读取分辨率的影响。单光子共焦荧光系统...
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 信息存储发展概述
1.2 平面光存储技术
1.2.1 光盘存储技术
1.2.1.1 光盘存储技术简介
1.2.1.2 光盘存储系统和工作原理
1.2.1.3 盘片
1.2.1.4 光学系统
1.2.2 近场光学存储技术
1.2.3 磁光(MO)存储技术
1.2.4 多波长、多阶光存储技术
1.3 三维光存储技术
1.3.1.全息光存储技术
1.3.2.光谱烧孔存储技术
1.3.3 多层荧光光盘存储技术
1.3.4 双光子三维光存储技术
1.3.4.1 双光子激发原理
1.3.4.2 双光子材料研究
1.3.4.3 读写方式
1.4 本论文研究意义和主要内容
参考文献:
第二章 飞秒激光三维光盘存储系统设计及分析
2.1 三维光存储系统结构分析
2.1.1 三维光盘存储系统的实现方式及其分析
2.1.1.1 Florescent Multilayer Discs(FMD)技术
2.1.1.2 Push-Pull聚焦和循道伺服技术
2.1.1.3 其它多层存储系统的实现方案
2.1.2 单一结构的存储盘片实现方案分析
2.2 三维光盘存储系统变焦选层方案及其分析
2.2.1 读写系统
2.2.2 双音圈电机控制分析
2.3 飞秒激光三维光盘存储系统
2.3.1 双光头异侧同轴方案
2.3.2 双光头同步误差分析
2.3.3 共焦模块光强伺服控制技术
2.4 系统方案选择
2.5 本章小结
参考文献:
第三章 系统共焦模块荧光读取的理论与实验研究
3.1 三维共焦荧光显微镜的基本原理
3.2 共焦单光子荧光显微系统成像理论和分析
3.2.1 共焦单光子荧光显微系统三维光学传递函数
3.2.2 共焦单光子荧光显微系统成像分析
3.3 共焦双光子荧光显微系统成像理论和分析
3.3.1 共焦双光子荧光显微系统三维光学传递函数
3.3.2 共焦双光子荧光显微系统成像分析
3.3.3 共焦单、双光子荧光显微系统分辨率比较
3.4 探测器尺寸对双光子共焦荧光显微成像影响的实验研究
3.5 本章小结
参考文献:
第四章 飞秒激光三维光盘存储系统搭建
4.1 飞秒激光三维光盘存储系统伺服模块
4.1.1 现有光盘存储伺服技术
4.1.1.1 聚焦误差伺服
4.1.1.2 循道误差伺服
4.1.1.3 本系统采用的伺服技术
4.1.2 系统伺服模块实现
4.1.2.1 主轴伺服
4.1.2.2 聚焦伺服
4.1.2.3 循道伺服
4.1.2.4 伺服模块的硬件实现
4.2 飞秒激光三维光盘存储系统共焦模块
4.2.1 系统读写光路
4.2.2 双光头同步控制电路
4.3 飞秒激光三维光盘存储系统分析与测试
4.3.1 系统控制流程
4.3.2 音圈电机模型参数
4.3.3 双光头同步聚焦控制系统分析
4.3.4 双光头同步性能测试
4.3.4.1 测试原理分析
4.3.4.2 测试实验及结论
4.3.5 存储实验结果及分析
4.4 本章小结
参考文献:
第五章 系统三维存储材料研究
5.1 双光子光致变色材料三维光存储
5.1.1 光致变色材料的性质
5.1.2 光致变色材料双光子三维荧光存储实验
5.2 双光子光致漂白材料三维存储
5.2.1 光致漂白材料性质
5.2.2 双光子光致漂白材料三维存储实验
5.3 飞秒脉冲微爆材料光存储研究
5.3.1 飞秒脉冲微爆材料性质
5.3.2 飞秒微爆三维光存储实验
5.4 本章小结
参考文献:
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 展望
6.2.1 超衍射技术压缩信息点尺寸
6.2.2 并行光存储
6.2.3 飞秒激光三维光盘存储实用化的相关重要问题
参考文献:
在学期间研究成果及发表的论文
致谢
本文编号：3762850
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 信息存储发展概述
1.2 平面光存储技术
1.2.1 光盘存储技术
1.2.1.1 光盘存储技术简介
1.2.1.2 光盘存储系统和工作原理
1.2.1.3 盘片
1.2.1.4 光学系统
1.2.2 近场光学存储技术
1.2.3 磁光(MO)存储技术
1.2.4 多波长、多阶光存储技术
1.3 三维光存储技术
1.3.1.全息光存储技术
1.3.2.光谱烧孔存储技术
1.3.3 多层荧光光盘存储技术
1.3.4 双光子三维光存储技术
1.3.4.1 双光子激发原理
1.3.4.2 双光子材料研究
1.3.4.3 读写方式
1.4 本论文研究意义和主要内容
参考文献:
第二章 飞秒激光三维光盘存储系统设计及分析
2.1 三维光存储系统结构分析
2.1.1 三维光盘存储系统的实现方式及其分析
2.1.1.1 Florescent Multilayer Discs(FMD)技术
2.1.1.2 Push-Pull聚焦和循道伺服技术
2.1.1.3 其它多层存储系统的实现方案
2.1.2 单一结构的存储盘片实现方案分析
2.2 三维光盘存储系统变焦选层方案及其分析
2.2.1 读写系统
2.2.2 双音圈电机控制分析
2.3 飞秒激光三维光盘存储系统
2.3.1 双光头异侧同轴方案
2.3.2 双光头同步误差分析
2.3.3 共焦模块光强伺服控制技术
2.4 系统方案选择
2.5 本章小结
参考文献:
第三章 系统共焦模块荧光读取的理论与实验研究
3.1 三维共焦荧光显微镜的基本原理
3.2 共焦单光子荧光显微系统成像理论和分析
3.2.1 共焦单光子荧光显微系统三维光学传递函数
3.2.2 共焦单光子荧光显微系统成像分析
3.3 共焦双光子荧光显微系统成像理论和分析
3.3.1 共焦双光子荧光显微系统三维光学传递函数
3.3.2 共焦双光子荧光显微系统成像分析
3.3.3 共焦单、双光子荧光显微系统分辨率比较
3.4 探测器尺寸对双光子共焦荧光显微成像影响的实验研究
3.5 本章小结
参考文献:
第四章 飞秒激光三维光盘存储系统搭建
4.1 飞秒激光三维光盘存储系统伺服模块
4.1.1 现有光盘存储伺服技术
4.1.1.1 聚焦误差伺服
4.1.1.2 循道误差伺服
4.1.1.3 本系统采用的伺服技术
4.1.2 系统伺服模块实现
4.1.2.1 主轴伺服
4.1.2.2 聚焦伺服
4.1.2.3 循道伺服
4.1.2.4 伺服模块的硬件实现
4.2 飞秒激光三维光盘存储系统共焦模块
4.2.1 系统读写光路
4.2.2 双光头同步控制电路
4.3 飞秒激光三维光盘存储系统分析与测试
4.3.1 系统控制流程
4.3.2 音圈电机模型参数
4.3.3 双光头同步聚焦控制系统分析
4.3.4 双光头同步性能测试
4.3.4.1 测试原理分析
4.3.4.2 测试实验及结论
4.3.5 存储实验结果及分析
4.4 本章小结
参考文献:
第五章 系统三维存储材料研究
5.1 双光子光致变色材料三维光存储
5.1.1 光致变色材料的性质
5.1.2 光致变色材料双光子三维荧光存储实验
5.2 双光子光致漂白材料三维存储
5.2.1 光致漂白材料性质
5.2.2 双光子光致漂白材料三维存储实验
5.3 飞秒脉冲微爆材料光存储研究
5.3.1 飞秒脉冲微爆材料性质
5.3.2 飞秒微爆三维光存储实验
5.4 本章小结
参考文献:
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 展望
6.2.1 超衍射技术压缩信息点尺寸
6.2.2 并行光存储
6.2.3 飞秒激光三维光盘存储实用化的相关重要问题
参考文献:
在学期间研究成果及发表的论文
致谢
本文编号：3762850
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