应用共焦显微镜原理实现多层光盘信息读取技术研究

作     者：康品春 

作者单位：厦门大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张建寰

授予年度：2008年

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

主      题：光存储 多层存储 共焦显微镜 矢量衍射 严格耦合波分析 

摘      要：三维光存储能将光存储密度提高几个数量级。实现三维光存储技术的主要困难之一就是在读取信息时,如何有效地消除相邻数据层之间的相互串扰。本文提出了一种基于共焦显微镜光学分层技术的三维光盘读取技术。共焦显微镜能对一定厚度的透明材料进行光学层析扫描,其结构上采用针孔(Pinhole)装置,形成物象共轭的独特设计,激光经物镜焦平面上针孔形成点光源对样品扫描,于测量透镜焦平面的探测针孔处经空间滤波后,有效地抑制同焦平面上非测量光点附近的杂散荧光和样品非聚焦面上射来的干扰荧光,这是因为光学系统物象共轭,只有物镜焦平面上的点经针孔空间滤波才能进入探测器被接收。因此,利用共焦技术,当激光聚焦在选定的信息层上时,来至于其他相隔一定距离的信息层数据将不会通过共焦小孔而进入探测器被读取,这大大的抑制了层间窜扰,使我们可以分别对各个信息层进行独立数据读取。 论文主要完成了以下工作: (1)引入共焦显微镜原理,系统地设计了共焦多层光盘信号读取的光路系统,并利用共焦光学传递函数,对共焦多层光盘系统进行数学计算和理论分析。 (2)应用矢量衍射理论,建立了光盘信号读取的数学模型,并进行分析。随着光盘数据容量的不断增大,信息记录尺寸不断的减少,已经将近激光波长量级,这时采用传统标量衍射理论对光盘模型进行数学分析将带来极大的误差。 (3)根据矢量衍射理论数学模型,编制了Matlab光盘矢量衍射程序,并用之于光盘读出信号的分析。 (4)设计并实现了共焦多层光盘数据读取系统,得出实验结果。 本文应用共焦显微镜原理探讨的多层光盘信息抗干扰读取技术及理论,可有效消除三维光盘信息读取时的干扰问题,是多层光学存储技术开发中的一个关键技术,具有重要意义。