双光子激光三维微细加工及信息存储技术

利用具有极高脉冲光强的飞秒激光器和对光束进行强聚焦的显微镜装置可以制造具有亚微米精度的三维微器件以及进行三维高密度信息存储.文本介绍了自行开发的双光子微细加工系统以及三维高密度信息存储系统,以及用该系统进行三维光学微细加工及三维光学信息存储的实验情况,给出了部分利用已建立的加工系统所获得的初步实验结果.     

双光子激光三维微细加工及信息存储技术

利用具有极高脉冲光强的飞秒激光器和对光束进行强聚焦的显微镜装置可以制造具有亚微米精度的三维微器件以及进行三维高密度信息存储。文本介绍了自行开发的双光子微细加工系统以及三维高密度信息存储系统，以及用该系统进行三维光学微细加工及三维光学信息存储的实验情况，给出了部分利用已建立的加工系统所获得的初步实验结果。     

用于三维光学信息存储和微细加工研究的共焦激光扫描荧光显微镜

目前，利用双光子及共聚焦显微镜来进行三维光学高密度信息存储及三维光学微细加工正逐渐成为信息存储、微型电子器件和光子器件研究的重要方法。共焦光学系统具有三维分层扫描成像的能力，能有效地避免邻层的干扰，并与CD播放机有极好的兼容性，因而成为重要的三维光学数据读出方法。     

微细电火花加工装置的设计与应用

设计开发了一台用于微细电火花加工的微细加工装置，它主要由以下几个部分组成：花岗岩基座、精密伺服机构、精密高速旋转主轴、线电极磨削装置、微细电火花加工用的RC脉冲电源、加工状态检测系统和控制系统。在该装置上可以进行微细轴、微细孔和微三维结构的加工。具有4轴3联动功能，控制方便，容易实现数控插补功能。加工实验表明，在该装置上能稳定地加工出最小直径为Ф12μm的微细轴以及Ф25μm的微细孔，其长径比可分别达到25和10以上。并对半导体硅材料进行了加工实验，加工出的硅微梁深宽比达15以上。此外还给出了所加工的微三维结构实例。     

基于DVD双光束多层数据存储系统的设计及仿真

为了实现三维光信息存储的实用化, 在三维光盘存储实验系统的基础上, 改进、设计出了一种可用于三维数据存储的单侧读写光学头。对光学头进行了光学和控制系统的设计, 利用专门设计的耦合分光棱镜进行光束耦合和分离; 采用双音圈电机控制透镜的方式实现数据的选层; 进行了聚焦伺服系统的建模和仿真。结果表明双光束焦点同步误差保持在±3μm之内。     

基于DVD双光束多层数据存储系统的设计及仿真

为了实现三维光信息存储的实用化,在三维光盘存储实验系统的基础上,改进、设计出了一种可用于三维数据存储的单侧读写光学头。对光学头进行了光学和控制系统的设计,利用专门设计的耦合分光棱镜进行光束耦合和分离;采用双音圈电机控制透镜的方式实现数据的选层;进行了聚焦伺服系统的建模和仿真。结果表明双光束焦点同步误差保持在±3μm之内。     

飞秒激光双光子复杂结构的微细加工

阐述了双光子激发的原理和飞秒激光三维加工的技术特点。利用自行研制的飞秒双光子微细加工系统，在优化工艺参数的基础上，加工出一系列三维微结构，并实现了可动的三维微系统一齿轮轴系统的一次成型。     

移相掩模技术及其发展前景

移相掩模技术的出现和在高密度微电子器件研制中的成功应用,是近几年来光学微细加工技术发展的最主要成果。本文在具体介绍移相掩模基本原理、结构工艺改进以及最新应用成果的基础上,展望了光学微细加工技术的发展前景。并指出,在大力研制高性能实用步进曝光设备的同时,重点研究移相掩模或移相光刻技术,已成为迅速改变我国光学微细加工技术落后面貌的必由之路。     

超高密度光学体全息存储及快速识别技术

新世纪武器装备要求具有强大的信息存储能力和快速处理能力的专家处理系统,以及更加精确、适应环境能力更强的高性能制导系统。将光学海量存储技术、光学相关技术与景像匹配技术等军事领域的应用相结合将有望实现其他方式无法达到的目标。传统的目标识别方式受限于数字计算机的串行依次处理,而光学系统具有二维并行处理能力。光学体全息三维存储可记录及并行读出图像数据,具有存储容量大,读取速度快及空间互连和并行运算等优势,是电子信息处理技术所无法具备的。光学相关制导技术就是为满足精确制导武器的要求而发展起来的信息处理技术,它适用于任何战略和战术成像制导武器,在复杂的地物背景干扰下可实现同时对多个目标进行识别。利用建立在光学体全息存储器基础上的快速相关识别系统,在巡航导弹末制导、无人飞机导航、空间及海上目标识等军事领域以及在车辆导航、指纹识别、图像识别等民用领域都有着十分诱人的应用前景。     

大数据信息安全的三维存储加密方法

为了解决当前存储方法在应对大数据存储时存在的安全问题,提出了基于三维改进加密的大数据信息存储方法。该方法利用相位对重要信息进行提取,在大数据中心将提取到的信息重新构建成三维信息,然后对其采用随机相位加密方法存储,并通过聚类隐藏掉重要信息,实现对大数据的安全存储。搭建实验平台对该方法进行性能对比验证,证明了该方法在大数据信息存储方面更加安全稳定。     

三维光存储中光束轴向整形研究

双光子三维光存储是实现高密度光存储的重要方法。在进行双光子三维光存储实验过程中,经过一段时间曝光后,存储点的尺寸在纵向和横向上不同,其根本原因在于圆高斯光束在空间两方向分布上不同。为了改善存储点的空间分布,通过模拟仿真从理论上证实了采用椭圆高斯光束改善存储点纵向分布的可行性。并且还讨论了光斑整形方法,对一种腔外加光学元...     

用于三维像散厄米-高斯光束对称化的新型光学系统

基于矩阵合成和分解理论,提出了可将三维像散厄米高斯光束变换为对称拉盖尔高斯光束的两种新型光学系统,并以数值计算例加以说明。     

基于集成成像的三维空间数字水印新技术

提出了一种基于集成成像的数字水印技术,利用基于智能深度反转模型的计算集成成像系统,生成三维数字水印;设计基于离散小波变换的嵌入与提取算法,实现了水印信息的隐藏,并利用集成成像显示三维数字水印。通过实验证明,表明新技术产生的三维数字水印不仅满足了稳健性和安全性的要求,且图像质量和显示效果均符合人类视觉模型的要求。该研究工作为三维数字多媒体产品的版权保护提供了新的思路及解决手段。     

三维厄米-高斯光束经对称化系统的传输特性

用二阶矩分析法和广义惠更斯菲涅耳衍射积分方法,对三维TEMm,n模厄米高斯光束通过对称化光学系统的变换特性作了详细的研究。研究结果表明,出射光束是完全对称化的。出射光束实现了二阶矩意义下的对称化,并且出射光束的光斑具有旋转对称性。对称化后的光束在自由空间传输时能保持其形状不变。     

Three-dimensional optical data storage through multi-photon confocal microscopy and imaging

Three dimensional optical data storage is one of the most promising tools to respond to the always growing demand for high data storage capacity. Here, we focused a femtosecond laser source by means of a confocal microscope onto different transparent recording media. The purpose of the study is to probe the capability of the system to independently address different data layers within the storage medium achieving thus three dimensional data storage. We demonstrated the possibility to write superposed independent layers of data due to either multiphoton excitation or to local optical breakdown and the performances observed in the different types of media used are compared.     

空中三维电场探测系统

目前存在的空中电场探测方法，主要实现空中矢量电场的一个或两个分量的探测。介绍了一种新型的空中三维电场探测系统，系统由传感器、发射机、接收机以及地面信号处理单元组成，传感器采用新型的三维电场传感器，其探测到的三维电场信号是由发射机发射，接收机接收到信号后，送到信号处理部分进行分解，识别出的电场三维信号矢量。该系统进行了外场探空试验，成功地获得了可靠的空中三维电场探测数据，完成了从地面至15km高空之间的电场的三维探测。     

主动式光学三维成像技术概述

简要介绍了三维成像的基本概念,综述了常用的主动式光学三维成像技术的基本原理,包括基于几何法的三维几何法成像及基于时间测量的三维成像激光雷达:连续波法(位相法和FMCW法)及脉冲法.简单讨论了各种成像方法的优缺点及应用范围,并简要介绍了各种技术的应用.     

微结构光寻址电位传感器阵列芯片的研制

详细介绍了采用MEMS技术研制的三维微结构LAPS阵列芯片 ,芯片表面划分成 5× 7个敏感单元 ,其中每个敏感区表面设置 4 0× 4 0个硅尖阵列 ,芯片背面对应地形成光耦合阵列窗口。一个 5× 7矩阵的红外LED作为光源控制的耦合到芯片背面的阵列窗口。给出了LAPS阵列芯片的扫描电镜照片和多种生化参数的光寻址测试结果 ,分析讨论了芯片厚度、LAPS曲线线性度对系统性能的影响     

A three-dimensional breakdown model of SOI lateral power transistors with a circular layout

This paper presents an analytical three-dimensional breakdown model of SOl lateral power devices with a circular layout. The Poisson equation is solved in cylindrical coordinates to obtain the radial surface potential and electric field distributions for both fully- and partially-depleted drift regions. The breakdown voltages for N~+N and P~+N junctions are derived and employed to investigate the impact of cathode region curvature. A modified RESURF criterion is proposed to provide a design guideline for optimizing the breakdown voltage and doping concentration in the drift region in three dimensional space. The analytical results agree well with MEDICI simulation results and experimental data from earlier publications.     

具有圆形版图的SOI横向功率晶体管三维击穿模型

提出了一个具有圆形版图形状的SOI横向功率晶体管三维解析击穿电压模型,通过在柱状坐标系下求解泊松方程,获得漂移区完全耗尽和不完全耗尽情况下的径向表面电势和表面电场分布,导出N＋N结和P＋N结的击穿电压,并用其研究阴极区曲率半径对击穿特性的影响。最后提出修正的RESURF判据,用于指导在三维空间内对击穿电压和漂移区浓度进行优化。解析结果和MEDICI仿真结果、文献报道的实验结果吻合良好,验证了模型的正确性。