波导多层光卡的存储机理与关键技术

论文摘要

三维光存储是数据存储领域一个重要的研究方向,本文研究了一种基于波导多层存储原理的波导多层光卡的相关理论和技术问题。通过对光卡漏光机理、光卡器件的制作、读出系统的研制等几方面的分析,阐述了波导多层光卡的存储机理和关键技术。 本文介绍了几套可行的波导多层光卡制作方案及过程。实际采用单层写入,多层粘合的方式,完成了五层波导光卡的制作,并对他们的数据读出效果进行了实验观察。基于不同于现有光盘读出方式的侧面耦合及页面读出方案,我们设计开发了一套适合于波导多层光卡的全新读出系统,并分析了波导多层光卡读出系统对单元器件(包括光学系统、寻址器件、信号读出与处理系统等)的基本要求。 波导多层三维光卡利用波导缺陷的漏光效应读出数据,如何提高漏光效率,选择最佳参数制作光存储器件是波导多层光卡中一个重要的问题。根据波导多层光卡单元与光栅结构的类似性,我们提出了一种简化的一维光栅模型用于研究波导多层光卡器件的光传输及漏光机理,并结合传输线方程和微扰理论详细计算和分析了波导多层光卡的传播模式和辐射功率及不同光卡参数对它们的影响,得出了漏光效果与光卡材料折射率,信息坑深度,信道间距及占宽比之间的关系,从而为波导多层光卡器件的设计优化提供了基本的分析依据。

论文目录

• 摘要
• 第一章 前言
• §1.1 三维光存储技术的发展
• §1.2 数据卡存储技术的现状与发展
• §1.3 课题来源及其意义
• §1.4 本文主要研究内容
• 第二章 波导多层光卡的基本结构及原理
• §2.1 波导多层光卡基本结构
• §2.2 数据读出原理
• 2.2.1 侧面耦合读出方式
• 2.2.2 读出分辨率实验
• 2.2.3 侧面耦合方式的特点
• §2.3 上方波导光屏蔽效应
• 2.3.1 上方波导界面对散射光的反射
• 2.3.2 上方波导对散射光的散射和吸收
• §2.4 影响波导多层光卡效果的因素
• 2.4.1 光卡材料特性影响
• 2.4.2 波导特性的影响
• §2.5 本章小结
• 第三章 波导多层光卡的制作
• §3.1 波导多层光卡的数据记录
• 3.1.1 数据记录原理
• 3.1.2 波导多层光卡数据记录技术
• §3.2 波导多层光卡材料
• 3.2.1 芯层材料
• 3.2.2 记录层材料
• §3.3 波导多层光卡的粘合
• 3.3.1 边缘粘合法
• 3.3.2 光学胶粘合法
• 3.3.3 硅橡胶键合法
• §3.4 光卡观察实验
• §3.5 本章小结
• 第四章 波导多层光卡漏光机理的研究
• §4.1 光栅计算方法
• 4.1.1 严格光栅计算方法
• 4.1.2 微扰法
• §4.3 波导传播模式和辐射模式的耦合理论及建模
• 4.3.1 基本理论模型及方程
• 4.3.2 无扰动波导的传播模式
• 4.3.3 周期性扰动结构的模式解答
• 4.3.4 辐射功率
• §4.4 影响漏光效率的因素
• 4.4.1 占宽比的影响
• 4.4.2 记录层折射率的影响
• 4.4.3 光栅浓度的影响
• 4.4.4 结论
• §4.5 本章小结
• 第五章 波导多层光卡系统
• §5.1 波导多层光卡系统
• 5.1.1 光学系统
• 5.1.2 寻址器件
• 5.1.3 波导多层光卡的寻址
• 5.1.4 信号读出与处理系统
• §5.2 波导多层光卡系统的性能
• 5.2.1 存储容量
• 5.2.2 数据传输速率
• §5.3 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 致谢