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随着现代科技的飞速发展，信息的数字化越来越盛行，在科学、工业、信息、军事、医学等领域，需要存储的数字化信息以惊人的速度增长。如此大的信息量需要大容量的存储设备来支撑。飞秒激光三维光存储作为高密度和超高密度存储技术之一，在国内外已受到普遍重视，并已成信息存储技术一个研究热点。飞秒激光三维光存储中，如何研制获得稳定、低存储阈值和短曝光时间的存储材料，如何提高开关速度，如何完善多层存储光盘旋转过程中聚焦循道伺服控制，如何补偿折射率失配引起的深层信号强度减弱等,均是当前急需解决的关键问题。本书基于飞秒激光双光子吸收的非线性特性和现有CD/DVD成熟的聚焦、循道伺服技术，自行搭建了一套双光头三维光盘存储实验系统，并进行了飞秒激光三维光存储技术和实验方面的研究。

全书共分7章，第1章绪论概述了光存储的发展现状并简要介绍了高密度和超高密度三维光存储包括飞秒激光双光子三维光存储的原理、特点及国内外发展现状；第2章基于飞秒激光三维光存储技术，搭建了一套与CD/DVD相兼容的实验存储系统，并采用常规PID算法、模糊PID算法和最少拍控制算法，对DVD光学头进行Matlab仿真；第3章采用直接测试法和间接测试法对三维光盘存储系统双光头同步性能进行了研究；第4章主要分析了折射率失配现象对三维光信息存储的影响，并采用泽尔尼克多项式对折射率失配引起的像差进行补偿研究；第5章采用菲涅尔衍射公式对激光焦斑整形进行了理论分析，基于遗传算法和设计约束条件从轴向、横向和三维超分辨通过Matlab设计了多种二元相位元件，可以有效地减小加工点的尺寸大小；第6章对双光子漂白材料和微爆材料进行多层信息存储及其读出性、存储密度的实验研究；第7章总结了本书的研究内容，并展望三维光存储技术未来的发展方向。

本书适合从事飞秒激光光存储、微加工、微纳光学器件、微机械等研究的工程技术人员使用，也可以供光学类、机械类、微电子类等专业高校教师和科研人员参考。

由于作者水平有限，书中难免有错缺之处，敬请同行、专家和读者批评指正，不胜感激！

蔡建文

常州工学院

2018年7月

1绪论(1)

1.1光信息存储概述(1)

1.2二维光盘存储发展现状(1)

1.3三维光存储技术发展现状(3)

1.3.3双光子吸收三维光存储技术(6)

1.4飞秒激光微爆三维光存储技术(9)

1.5三维光存储技术实用化发展现状(10)

1.5.3新型波导多层光存储(13)

1.6本书主要研究内容(13)

2飞秒激光三维光盘存储系统搭建(15)

2.1引言(15)

2.2CD/DVD技术(16)

2.2.1CD/DVD系统介绍(16)

2.2.2CD/DVD系统伺服技术(16)

2.3.1声光调制器测控研究(20)

2.3.2盘片结构(21)

2.3.3CD/DVD光头音圈电机特性测试(22)

2.3.6读/写模块共焦系统(24)

2.3.7软件控制(25)

2.4系统模型及仿真(26)

2.4.1音圈电机原理及模型(26)

2.4.2音圈电机模型参数的计算(26)

2.4.3噪音模型(27)

2.5光学头的常规PID控制器设计(31)

2.5.2DVD光学读取头的PID控制仿真(32)

2.6光学头的模糊PID控制器设计(33)

2.6.1模糊PID算法(33)

2.6.2DVD光学读取头的模糊PID控制仿真(34)

2.8本章小节(38)

3飞秒激光三维光盘存储系统的测试(39)

3.1直接测试法(39)

3.2间接测试法(41)

3.2.2测试实验结果及分析(45)

3.3本章小节(46)

4折射率失配对双光子三维光存储的影响及补偿研究(47)

4.2.1模型建立及理论计算(47)

4.2.2实验研究(52)

4.3三维光存储中折射率失配引起的像差补偿研究(53)

4.3.1像差补偿理论模拟计算(53)

5飞秒激光三维光存储超分辨研究(59)

5.1引言(59)

5.2.1高斯光束轴向超分辨(61)

5.2.2横向超分辨机理(64)

5.2.3三维超分辨(70)

6飞秒激光三维光存储实验研究(74)

6.1引言(74)

6.2.1二苯乙烯衍生物存储实验研究(75)

6.2.2芴类衍生物(81)

6.2.3嘧啶类材料(84)

6.3微爆材料的存储性能实验研究(88)

6.3.2纳米银掺杂聚合物(94)

7总结与展望(100)

7.1总结(100)

7.2工作展望(102)

参考文献(104)