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。     

三维微结构制作现状与进展

随着微机电系统(MEMS)的深入研究和快速发展,三维微细加工技术对于微机电的开发和生产具有非常重要的意义.详细介绍了现阶段三维微结构各种制作方法和工艺技术,分析了其原理和特点,比较了各种方法的优劣;讨论了三维微结构开发现状及有待解决的关键技术,综述了利用电子束曝光技术进行三维微结构制作的应用现状并指出了其发展前景.     

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。     

光学微细加工设备及工艺的进步与微电子技术的高速发展

本文根据多年来光学微细加工技术的发展情况评述了光学微细加工目前及未来在微电子产业中的战略地位。并对光学微细加工设备涉及到的关键技术进行了系统分析。最后,作者从行业角度出发,就如何高速高效发展我国的光学微细加工技术提出了几点建议。     

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。     

基于调制度比的光学三维测量轮廓术

复杂物体的快速三维测量是光学三维轮廓术的难题之一.提出了基于调制度比的光学三维测量新方法,设计了基于共轴光路的测量系统.理论分析表明,在几何光学近似下,物体表面一点调制度比的对数与该点的高度成正比,因此可以用调制度比作为物体高度的载体.通过标定建立高度与调制度比的查找表,测量时利用CCD在两个不同的位置分别获取物体表面的光栅信息,利用傅里叶变换方法计算相应物点的调制度并计算比值,根据调制度比值通过查找表得到相应物点的高度信息.该方法采用共轴光路,有效避免了阴影和遮挡问题;采用调制度比作为物体高度测量的载体,只需要两幅光栅图就可以得到物体的高度信息,具有测量快速的优点.对高为79.51 mm的台阶测量的相对误差为0.86%,实验结果证实了该方法和系统的有效性.     

三维光存储的读写方法的研究

基于光子吸收的三维存储是实现高密度存储的一种有效办法，而选用何种读写的方法则成为了有效实现的三维存储的关键之一。目前主要方法是利用两束相垂直的光在存储体内定位并完成读写操作。本文将在分析原在的存储方法的基础上，提出了一种新型的三维分层存储方法方案。     

基于OpenGL技术的数控车床虚拟仿真系统研究

当数控代码庞大、加工的轴形状复杂时,如何实时、逼真地仿真切削过程成为实现数控加工过程三维仿真系统的难点。本文介绍了利用OpenGL技术和面向对象的思想实现数控车床三维虚拟仿真的方法。重点分析了三维虚拟对象的绘制,面向对象的数据存储方式和面向对象的过程实现方法。基于该方法,开发了实用的数控车床三维仿真系统,实验结果验证了该方法的可行性与高效性。     

透明材料飞秒激光三维微制备

利用飞秒激光对透明材料进行改性和加工，制备三维微结构和器件受到极大的关注。本文介绍了在透明材料内部或表面进行微制备的方法和应用，包括利用飞秒激光诱导的折射率变化来制作光波导、光栅和耦合器等；利用材料内部的微爆炸实现三维点存储和其它三维点阵结构等；通过界面的烧蚀过程进行打孔、切割和刻蚀等；利用双光子聚合制备微透镜、光子晶体和衍射光学元件等等。     

微三维结构型腔的微细电火花加工

利用简单截面形状电极,建立在在分层制造思想上的电极等损耗微细电火花加工技术是实现微三维结构微细加工的有效手段。分析了该方法的工艺特点;研究了实现该技术的条件及电极损耗补偿策略。     

基于三维超混沌系统的彩色图像加密算法

针对彩色图像的存储特性,为了改进彩色图像加密算法的安全性和效率,提出了一种基于三维超混沌系统的彩色图像加密算法.该算法利用改进的三维超混沌系统产生混沌序列,采用复合加密算法实现彩色图像在空域上的加密.使用MATALAB7.0进行仿真实验.理论分析和实验表明,该算法具有良好的保密性和加密效果.若进一步降低运算量,该算法可对诸如军事卫星图片、商业机密图纸、远程私人病历等需要保密通信的场合有广泛的应用前景.     

微爆材料的飞秒激光三维光存储

飞秒激光三维光存储是实现高密度和超高密度光存储的重要方法之一。对一种新的微爆材料（以PMMA为基质掺杂Sm0.5Ce0.5（DBM）3Phen染料）的吸收光谱进行了测量和分析,以波长为514.5 nm的激光作为激光光源获得了激发前后的荧光光谱,以800 nm飞秒激光作为激发光源得到激发前后的电子旋转共振光谱特性,并分析了不同激光脉冲能量下存储数据点尺寸和存储点读出灰度值的变化情况,并实现了该材料的飞秒激光四层光信息存储,点间距为4 m,层间距为16 m,实验结果表明:这种材料可以很好地应用于三维光信息存储。     

增强双光子微细加工分辨率的新技术

通过对双光子微细加工的原理分析,探讨了双光子加工中可能影响最终分辨率的各个因素,在所建立的分辨率理论模型指导下,研究了通过优化工艺参数实现双光子微细加工分辨率增强的方法,并进一步提出了使用衍射光学器件改变激励光波面分布以实现加工分辨率增强的方案.针对衍射光学器件方案进行了基于矢量衍射理论的具体设计和初步实验验证.