模糊PID算法在DVD光学头控制中的应用研究

飞秒激光三维光存储是实现高密度光存储的重要方法。为了提高飞秒激光三维光存储技术的实用化,基于DVD聚焦、循道伺服技术搭建了一套飞秒激光三维光盘存储系统。针对DVD光学头建立音圈电机电气模型,并通过典型二阶系统参数计算可获得详细的光头传递函数。针对DVD光学头传递函数,采用模糊PID算法,构建模糊PID控制系统的仿真模型,通过模糊控制规则在线对PID参数进行整定,并进行计算机Matlab仿真。仿真结果表明:模糊PID控制算法可使系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态误差等达到系统性能指标的要求。     

DVD光学头的BP神经网络自适应PID控制器设计

搭建了一套基于DVD聚焦循道伺服技术和双光子吸收三维光存储技术的双光头三维光盘存储系统.针对DVD光学读取头传递函数,采用BP神经网络自适应PID控制算法,构建PID控制系统仿真模型,通过BP神经网络的超强自学习和非线性逼近能力在线调整PID控制器参数,并进行计算机Matlab仿真.仿真结果表明,BP神经网络自适应PID控制算法提升了系统的响应速度,减小了系统的超调量.     

以光致抗蚀剂为记录介质的双光子存储实验

本文讨论了用双光子吸收方法实现光存储的物理机制,并利用飞秒激光在光致抗蚀剂薄膜上进行双光子存储实验,测定了光致抗蚀的双光子激光阈值和损伤阈值,记录了点数据存储图。     

超高密度光存储技术

文章从三维体存储和近场光存储两个方向介绍了超高密度光存储技术。三维体存储 包括:体全息数据存储、双光子吸收存储和多层存储。体全息数据存储容量大、寻址快、存储寿命长;双光子吸收存储也属于多层记录存储,存储形式多样,本文以光致色变光存储为例进行讨论。海量存储的另一个研究方向是近场光存储,该技术与传统光存储显著的区别在于:用纳米尺寸的光学探针距记录介质纳米距离实现纳米尺寸光点的记录,从而实现超高密度光存储。文章最后对超高密度光存储发展及应用趋势进行了阐述。     

飞秒激光双光子制造生物微器件微支架

介绍了飞秒激光双光子吸收和光聚合的机制,将飞秒激光技术应用于生物相容性材料(ORMOCER)的三维微纳米加工中.在ORMOCER材料内实现了双光子光聚合,最高加工精度达到0.5 μm,突破了衍射极限.推导出双光子光聚合阈值的数学表达式,研究了扫描速度V和激光功率P对横向尺寸的影响规律.在此基础上采用飞秒激光双光子微细加工技术制备了典型的微生物器件--微井阵列、微柱阵列和光子晶体生物微型支架.     

二苯乙烯衍生物掺杂聚合物的双光子漂白三维光存储研究

设计并合成了3种具有较高双光子吸收截面的新型二苯乙烯衍生物双光子生色团,利用在飞秒激光下的双光子漂白现象,在掺杂有3种二苯乙烯衍生物的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜内进行了三维数据光存储实验,研究了三者的双光子漂白能力并分析了激发功率对双光子荧光行为的影响。双光子漂白光存储的特性表明:曝光时间一定时,降低激发功率可以提高分辨率;激发功率不变,降低曝光时间也可以提高分辨率;但要提高存储速度,需用较大的激发功率。采用较大的激发功率(13.4mW)和较短的曝光时间(20ms),利用双光子写入和读出方法在掺杂薄膜内部实现了三维超高密度光存储,理论存储密度可达14Gbit/cm3。双光子漂白速率对激发功率的依赖关系的研究表明,双光子漂白的机理涉及到三个光子的协同作用。     

二芳基乙烯的光学性质及其在超分辨光存储中的应用

利用开环态双光子吸收转化荧光光谱、荧光淬灭光谱等探究了二芳基乙烯的光学记录特性及参数,得到其非线性吸收系数为3.46×10~(-13) m/W,双光子吸收转化的阈值功率密度为107.36GW/cm~2,荧光淬灭的阈值功率密度为2.89GW/cm~2。基于所得到的测试参数,理论计算出其在超分辨光存储中的分辨率可达60.0nm,并设计了一种基于二芳基乙烯的双光子双光束超分辨光存储信息记录和读出方法。研究结果表明,二芳基乙烯具有光诱导-光抑制、非线性吸收及荧光淬灭等特性,是一种优异的超分辨光存储备选材料。     

飞秒激光永久光存储的发展及挑战

面向大数据存储,总结当前冷数据存储的主要方式及特点,针对长寿命和高容量的需求,介绍飞秒激光永久光存储的概念和基本存储内涵;围绕透明介质材料体内改性的类型,依次介绍三维光存储和五维光存储的历史发展过程;阐述了当前具有双折射特性的存储单元形成机制,超百层的高密度存储技术,225 kB/s单通道、潜在MB/s多通道的快速直写机制;并从纳米区域的电场连续性边界条件和光学衍射极限出发,展望飞秒激光永久光存储在存储容量和写入速度方面的挑战。     

大容量光盘中激光读写头的快速存储技术

光信息存储技术是开发新一代的超高密度信息存储技术的一条有效途径.目前已经得到广泛应用的光盘存储技术由于只是二维存储,因而容量还不够大.近几年来发展的超高密度光存储技术,相继提出了光学体全息存储、近场光学存储、光子存储等几种新构想.特别是光子存储技术(基于记录材料的双光子吸收效应),由于采用了分层式的三维存储技术,其总存储密度大大提高,单盘存储容量可达到100GB以上.在超高密度的光盘存储技术中,提高激光读写头的存储速度是大容量光盘存储技术最终走向实用化的关键. 本文针对超高密度光子存储技术,开展了有关提高激光读写头存储速度方面的研究.首先讨论了光子流在无序介质和有序介质中的传播特性.在此基础上,提出了一种新颖的光子存储读写头方法,采用微光学技术设计了一种微型化、集成化的读写光头.该激光头采用LD作光源,可同时实现多通道、多层面的快速存储,因而其读写速度大大提高.另外,由于采用二元光学技术设计和制作LD激光读写头,从而减轻了激光头的重量,简化了光路结构;而且,如果采取阵列化的激光读写头,还可进一步提高数据传输速率,实现读写光头的微型化、集成化和阵列化.(OH15)     

飞秒激光加工机理及仿真研究进展

目前,微加工和精加工技术的迅速发展对微型化加工技术提出了更高的要求:将加工尺度提高到微米甚至纳米级,并且能够在材料内部实现三维立体微加工.飞秒激光可以突破衍射极限的限制,打破了加工极限,是当前先进制造技术的热点.本文综述了飞秒激光加工的发展历程和机理,并从库仑爆炸模型、微爆炸模型、色心模型以及双光子电离模型等方面对激光加工机理进行了阐述.对于飞秒激光的超快作用过程,仿真是分析加工机理、研究激光与材料作用过程的主要手段.分析了飞秒激光仿真所采用的双温模型、分子动力学模型及复合模型的特点及其适用范围,为飞秒激光加工的理论研究提供依据.最后指出了目前飞秒激光加工技术存在的问题,并对该技术的发展进行了展望.     

超高密度光存储技术

当光存储发展到HD—DVD时，其记录点尺寸已接近了传统光学记录的极限。突破这一存储极限，实现更高密度的存储成为目前新一代光存储技术的主要研究方向。关于这一研究，目前主要涉及三维体存储和近场光存储这两个方面。本文主要介绍了各种光存储技术的原理及其研究现状、分析了各自的优势和目前存在的主要问题。     

What's in store for silicon photoreceivers?

Today's new "electronic" products are increasingly relying on a combination of electrical, optical, mechanical, and biochemical technologies for smaller size, higher levels of integration, enhanced performance, and versatility based on D. Cristea et al. (2000) and H.H. Kim et al. (1994). The last decade has seen the invention, refinement, and volume production of compact, high-performance silicon-based photoreceivers. Consisting of a photodetector (PD) and an amplifier, photoreceivers or photodetector integrated circuits (PDICs) are currently in great demand for the optical communication, optical sensory, and optical storage sectors. These key markets are driving the rapid commercialization of optical and silicon-based semiconductor technologies. The industry has been experiencing explosive sales in CD/DVD systems and is gearing up for a progressive increase in market size with the recent introduction of the BD system prototypes. The optical storage market is driving the demand for photoreceivers built in a CMOS or BiCMOS technology. In time, the BD system will most likely replace the CD and current DVD systems. However, for the foreseeable future, the standard for BD systems will require that they be able to read the 650-nm DVDs and 780-nm CDs. Today, the PIN photodiode principles of operation are fairly well understood, and the process methods for designing them have been thoroughly researched throughout this past decade. Novel process structures are conceivable in the future, but one is most likely to see new process integration schemes, photodiode design layouts, and amplifier circuit architectures.     

从声音光盘到数字多用途光盘

本文简述光盘存储技术的发展趋向 ,从声音光盘 (CD)至图视光盘(VCD) ,再至数字多用途光盘 (DVD) ,在容量、速率和质量都有显著改进。还分别说明DVD光盘本身以及它使用的播放机、显像管和立体声放音系统概况。     

Materials for Multibit‐per‐Site Optical Data Storage

An approach for multibit‐per‐site optical data storage has been proposed and demonstrated using mesostructured composite films incorporated with uniformly dispersed photoacid generator and pH‐sensitive dye molecules. Upon light illumination, photoacid generator molecules produce acid, which induces a change in the absorption property of pH‐sensitive dye molecules. Because the amount of the generated acid is proportional to the illumination time, the resulting change in the absorption property of mesostructured composite films varies as a function of the illumination time. This function between the absorption property of mesostructured composite films and the illumination time can be used for multibit‐per‐site optical data storage. Recording is performed by using certain discrete values of the illumination time to represent information bits. Reading out is achieved by measuring the absorbance of composite films at a particular wavelength, from which the stored information bits can be determined. In general, N‐bit‐per‐site storage can be realized using 2^N discrete values of the illumination time. This multibit‐per‐site approach for optical data storage is compatible with the current single‐bit‐per‐site technology used for compact disks and digital versatile disks, and will provide significantly larger optical storage capacity. It is also suitable for two‐photon multilayer optical data storage if the photoacid generators and pH‐sensitive dyes are properly designed.     

Threshold estimation of an organic laser diode using a rate-equation model validated experimentally with a microcavity OLED submitted to nanosecond electrical pulses

We propose a new model for the organic laser diode based on rate equations for polarons, singlet and triplet excitons for both host and guest molecules, and photon densities. The proposed model is validated experimentally by comparing calculated and measured optical responses in the context of pulsed nanosecond electrical excitation of high-speed μ-OLEDs in the limit of weak micro-cavity effects. We predict the laser threshold current density as a function of the micro-cavity quality factor, for two material gain and residual absorption values. We elucidate the crucial role played by the latter in setting the laser threshold and comment on the recently observed threshold value of ∼500 A/cm² by the group of Adachi [1]. Simulations predict that laser action under short electrical nanosecond pulse single-shot excitation is accompanied by damped relaxation oscillations in the GHz regime. The measured ultra-short experimental optical responses at 45 V are best reproduced numerically when the Langevin recombination rate is larger than usually observed in the literature as a consequence of the field dependence of the Poole-Frenkel law for the mobility.     

高密度光学信息存储的最新进展

本文介绍高密度光信息存储的最新进展,阐述在光折变材料上全息存储的多波长、多角度、多相位记录和读取方法,噪声的改善和全息图的寿命;双光子吸收在聚焦光束扫描存储技术中的应用;近场光学记录方法,光纤探针的研制以及孔径介质间距控制。最后讨论了光存储材料的发展。     

DVD光识读头技术及现状

光学头是一种典型的光机电技术型产品，是推动光盘产业发展的关键部件，其市场发展前景非常广阔。文章简要介绍了有关光学头的主要部件及组成要素，以及相关技术的发展现状。     

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