基于双光束超分辨的多层光盘存储装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于双光束分辨的光盘存储装置及方法，包括激发光生成组件，用于生成第一线偏振光；STED光生成组件，用于生成中心光强为零的空心涡旋光；合并组件，用于将第一线偏振光和空心涡旋光合并为中心重合的记录光；引导光生成组件，用于生成第二线偏振光，并接收所述引导层产生的跟踪误差光；聚焦组件，包括物镜，用于将所述记录光聚焦至记录层，将所述第二线偏振光聚焦至引导层，以及将所述引导层产生的跟踪误差光返回至所述引导光生成组件；跟踪伺服组件，用于根据所述引导层产生的跟踪误差光控制所述物镜在半径方向上的移动。本发明专利技术的基于双光束分辨的光盘存储装置及方法解决了因衍射极限的约束而无法继续提升光盘存储容量的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于双光束超分辨的多层光盘存储装置及方法
本专利技术涉及存储介质的
，特别是涉及一种基于双光束分辨的光盘存储装置及方法。
技术介绍
随着因特网技术的不断发展，数字数据的存储量与日俱增。许多公司、银行、政府以及科研机构都拥有PB字节级别的信息量需要存储；而现有的硬盘存储技术已经很难满足当代社会发展的需求。光子既是能量的载体又是信息的载体，因此利用光进行信息的存储有望成为下一代信息存储技术的核心。近40年左右，有两种光存储技术被提出并取得了不断的进步，即体全息存储技术和基于位存储的光存储技术。体全息存储技术主要是利用存储材料的光折变性存储信息。这种光存储方式是利用物光束和参考光束的相互干涉来记录信息，因而要求两束光高度相干。基于位存储的光存储技术利用光子所产生介质的物理或化学性质的改变，如光致荧光变化或者光致折射率变化，将信息记录到媒介体内。80年代初，用聚焦激光在光盘媒质表层引起局域折射率变化，标志着第一代光存储装置CD的开始，存储量大约0.7GB/盘左右。第二代DVD和第三代BD(Blu-rayDisc，蓝光光碟)通过提高写入物镜的数值孔径同时减小写入激光的波长来提高存储密度，存储容量分别可以达到4.7GB/盘和23.5GB/盘左右。后续的多层DVD和BD也不能满足当代技术对信息存储量的要求。这是因为当光束聚焦到媒质内部时，光学散射使得聚焦效率和记录效率极大衰减，大大限制了多层光盘技术的发展。由于受衍射极限的约束，物镜的数值孔径不可能无限增大，写入激光的波长也不可能无限减小，导致在BD之后光盘的存储容量就没有出现有效的改善。另外，传统的二维光学面存储方式所存储的信息其实只占用了光盘的很小一部分，这就迫切的需求促进三维光存储技术的发展。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于双光束分辨的光盘存储装置及方法，用于解决现有技术中因衍射极限的约束而无法继续提升光盘存储容量的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种基于双光束分辨的光盘存储装置，包括：激发光生成组件，用于生成第一线偏振光；抑制光生成组件，用于生成中心光强为零的空心涡旋光；合并组件，用于将所述第一线偏振光和所述空心涡旋光合并为中心重合的记录光。于本专利技术一实施例中，所述激发光生成组件包括依次相连的第一激光光源、第一聚焦透镜、第一光束整形组件和线偏振光生成组件；所述第一激光光源用于生成椭圆激发光，所述第一聚焦透镜用于对所述椭圆激发光进行准直处理；所述光束整形组件用于将准直处理后的椭圆激发光整形圆形光；所述线偏振光生成组件用于将所述圆形光处理为第一线偏振光。于本专利技术一实施例中，所述第一光束整形组件包括相连的第一棱镜和第二棱镜；所述线偏振光生成组件包括依次相连的第一声光调制器、反射镜和第一偏振分束片；所述第一声光调制器用于调节圆形光的光强，所述反射镜用于使所述圆形光的光路紧凑，所述第一偏振分束片用于将经所述反射镜处理后的圆形光处理为第一线偏振光。于本专利技术一实施例中，所述抑制光生成组件包括依次相连的第二激光光源、第二聚焦透镜、第二光束整形组件和涡旋光生成组件；所述第二激光光源用于生成椭圆激发光，所述第二聚焦透镜用于对所述椭圆激发光进行准直处理；所述第二光束整形组件用于将准直处理后的椭圆激发光整形圆形光；所述涡旋光生成组件用于将所述圆形光处理为中心光强为零的空心涡旋光。于本专利技术一实施例中，所述第二光束整形组件包括相连的第三棱镜和第四棱镜；所述涡旋光生成组件包括依次相连的第二声光调制器、第二偏振分束片和涡旋相位板；所述第二声光调制器用于调节圆形光的光强，所述第二偏振分束片用于将经所述第二声光调制器处理后的圆形光束处理为线偏振光，所述涡旋相位板用于将所述线偏振光处理为中心光强为零的空心涡旋光。于本专利技术一实施例中，所述合并组件包括依次相连的二相色透镜、第三偏振分束片和第一可移动透镜；所述二相色透镜用于将所述第一线偏振光反射至所述第三偏振分束片，所述空心涡旋光透射至所述第三偏振分束片；所述第三偏振分束片用于将接收到的光束透射至所述第一可移动透镜，所述第一可移动透镜用于通过改变光程来降低所述第三偏振分束片处理后的光束产生的球差，以得到所述记录光。于本专利技术一实施例中，还包括：引导光生成组件，用于生成第二线偏振光，并接收光盘一引导层产生的跟踪误差光；聚焦组件，包括物镜，用于将所述记录光聚焦至光盘一记录层，将所述第二线偏振光聚焦至所述引导层，以及将所述引导层产生的跟踪误差光返回至所述引导光生成组件；跟踪伺服组件，与所述引导光生成组件相连，用于根据所述引导光生成组件传送来的跟踪误差光控制所述物镜在半径方向上的移动。于本专利技术一实施例中，所述引导光生成组件包括依次相连的第三激光光源、第三聚焦透镜、第四偏振分束片和第二可移动透镜；所述第三激光光源用于生成激发光；所述第三聚焦透镜用于对所述激发光进行准直处理；所述第四偏振分束片用于将准直处理后的激发光透射至所述第二可移动透镜，以及将所述引导层产生的跟踪误差光反射至所述跟踪伺服组件；所述第二可移动透镜用于在光轴方向移动来降低所述第四偏振分束片处理后的光产生的球差，以得到所述第二线偏振光。于本专利技术一实施例中，所述聚焦组件包括依次相连的二相色棱镜、第四聚焦透镜、1/4波片和物镜；所述二相色棱镜用于将所述第二线偏振光透射至所述第四聚焦透镜，将所述记录光反射至所述第四聚焦透镜；所述第四聚焦透镜用于对所述第二线偏振光和所述记录光进行准直处理；所述1/4波片用于将所述准直处理后的第二线偏振光和记录光处理为圆偏振光；所述物镜用于将处理后的记录光聚焦至所述记录层，将处理后的第二线偏振光聚焦至所述引导层。于本专利技术一实施例中，所述跟踪伺服组件包括依次相连的第五聚焦透镜、第一光电二极管和跟踪伺服系统；所述第五聚焦透镜用于将所述跟踪误差光聚焦至所述第一光电二极管；所述第一光电二极管用于将所述聚焦后的跟踪误差光转换为跟踪误差电信号；所述跟踪伺服系统用于根据所述跟踪误差电信号控制所述物镜在半径方向上的移动。于本专利技术一实施例中，当所述光盘包括至少两个记录层时，还包括与所述合并组件相连的聚焦伺服组件，用于经由所述聚焦组件和所述合并组件接收当前记录层产生的记录误差光，以及根据所述记录误差光控制所述物镜在光轴方向上的移动。于本专利技术一实施例中，所述聚焦伺服组件包括依次相连的第六聚焦透镜、第二光电二极管和聚焦伺服系统；所述第六聚焦透镜用于将所述记录误差光聚焦至所述第二光电二极管；所述第二光电二极管用于将所述聚焦后的记录误差光转换为记录误差电信号；所述聚焦伺服系统用于根据所述记录误差电信号控制所述物镜在光轴方向上的移动。于本专利技术一实施例中，所述第二线偏振光与所述记录光中心重合。同时，本专利技术还提供一种基于双光束分辨的光盘存储方法，包括以下步骤：生成第一线偏振光；生成中心光强为零的空心涡旋光；将所述第一线偏振光和所述空心涡旋光合并为中心重合的记录光。于本专利技术一实施例中，还包括：生成第二线偏振光；将所述记录光聚焦至光盘一记录层，将所述第二线偏振光聚焦至光盘一引导层；根据所述引导层产生的跟踪误差光控制物镜在半径方向上的移动。于本专利技术一实施例中，当所述光盘包括至少两个记录层时，还包括：根据当前记录层产生的记录误差光控制所述物镜在光轴方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：包括：激发光生成组件，用于生成第一线偏振光；抑制光生成组件，用于生成中心光强为零的空心涡旋光；合并组件，用于将所述第一线偏振光和所述空心涡旋光合并为中心重合的记录光。

【技术特征摘要】
1.一种基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：包括：激发光生成组件，用于生成第一线偏振光；抑制光生成组件，用于生成中心光强为零的空心涡旋光；合并组件，用于将所述第一线偏振光和所述空心涡旋光合并为中心重合的记录光。2.根据权利要求1所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述激发光生成组件包括依次相连的第一激光光源、第一聚焦透镜、第一光束整形组件和线偏振光生成组件；所述第一激光光源用于生成椭圆激发光，所述第一聚焦透镜用于对所述椭圆激发光进行准直处理；所述光束整形组件用于将准直处理后的椭圆激发光整形圆形光；所述线偏振光生成组件用于将所述圆形光处理为第一线偏振光。3.根据权利要求2所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述第一光束整形组件包括相连的第一棱镜和第二棱镜；所述线偏振光生成组件包括依次相连的第一声光调制器、反射镜和第一偏振分束片；所述第一声光调制器用于调节圆形光的光强，所述反射镜用于使所述圆形光的光路紧凑，所述第一偏振分束片用于将经所述反射镜处理后的圆形光处理为第一线偏振光。4.根据权利要求1所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述抑制光生成组件包括依次相连的第二激光光源、第二聚焦透镜、第二光束整形组件和涡旋光生成组件；所述第二激光光源用于生成椭圆激发光，所述第二聚焦透镜用于对所述椭圆激发光进行准直处理；所述第二光束整形组件用于将准直处理后的椭圆激发光整形圆形光；所述涡旋光生成组件用于将所述圆形光处理为中心光强为零的空心涡旋光。5.根据权利要求4所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述第二光束整形组件包括相连的第三棱镜和第四棱镜；所述涡旋光生成组件包括依次相连的第二声光调制器、第二偏振分束片和涡旋相位板；所述第二声光调制器用于调节圆形光的光强，所述第二偏振分束片用于将经所述第二声光调制器处理后的圆形光束处理为线偏振光，所述涡旋相位板用于将所述线偏振光处理为中心光强为零的空心涡旋光。6.根据权利要求1所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述合并组件包括依次相连的二相色透镜、第三偏振分束片和第一可移动透镜；所述二相色透镜用于将所述第一线偏振光反射至所述第三偏振分束片，所述空心涡旋光透射至所述第三偏振分束片；所述第三偏振分束片用于将接收到的光束透射至所述第一可移动透镜，所述第一可移动透镜用于通过改变光程来降低所述第三偏振分束片处理后的光束产生的球差，以得到所述记录光。7.根据权利要求1所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：还包括：引导光生成组件，用于生成第二线偏振光，并接收光盘一引导层产生的跟踪误差光；聚焦组件，包括物镜，用于将所述记录光聚焦至光盘一记录层，将所述第二线偏振光聚焦至所述引导层，以及将所述引导层产生的跟踪误差光返回至所述引导光生成组件；跟踪伺服组件，与所述引导光生成组件相连，用于根据所述引导光生成组件传送来的跟踪误差光控制所述物镜在半径方向上的移动。8.根据权利要求7所述的基于双光束分辨...

【专利技术属性】
技术研发人员：原续鹏，阮昊，王中阳，文静，
申请(专利权)人：上海纳光信息科技有限公司，中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31