第五章：光存儲材料ppt課件

1、aLl第五早ppt課數(shù)學信息存儲忖息產(chǎn)生：能量在時間或者空間上的分布信號：傳遞信息的能量噪聲：那些被檢測到但并非我們所需要信息的能量信息的存儲：介質(zhì)存儲某一時刻的空間能量分布，并在此 之后給與再現(xiàn)。光學存儲：用介質(zhì)記錄光強的分布，經(jīng)過激發(fā)，這個介質(zhì) 能忠實的還原先前存儲的光強分布！ppt課件#結繩記事信息存儲技術發(fā)展史文字出現(xiàn)光盤應用磁盤產(chǎn)生全息存儲光信息存儲分類逐點存儲5.2光信息存儲技術光信息存儲技術：利用特定波長的光作為信息的讀寫工具，從 信息存儲介質(zhì)中讀出或向信息存儲介質(zhì)中寫入信息。光信息存儲光源：激光（相干性、單色性、方向性）利用全息照相原理，將信息存儲在記錄介質(zhì)中，讀出時, 通過光

2、電探測器將光信號再轉變成電信號輸出。通過受信號調(diào)制的激光束與記錄介質(zhì)相互作用時產(chǎn)生的狀態(tài)變化逐點 記錄信號，讀出時再用激光束投射到記錄介質(zhì)表面，從反射光的強度 變化中讀出信息。5.3光信息存儲技術優(yōu)點及性能指標光信息存儲技術優(yōu)點:1、信息存儲密度高2、易于快速隨機存取3、能存儲圖像和數(shù)字兩種信息4、價格低廉，使用方便5、保存方便，且不易丟失光信息存儲技術性能指標:1、存儲容量：存儲單元的數(shù)量 2、存儲密度：存儲器單位面積上所能記存的數(shù)的多少 3、存儲周期：存或取一個數(shù)據(jù)所需要的時間5.4光全息存儲材料三維1、全息照相術的簡介：利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體光波波前的一種技術1948年伽伯（D

3、. Gabor,全息照相之父）發(fā)現(xiàn)全息照相基本原理，19世紀60年代后迅速發(fā)展，1971年度的諾貝爾物理學獎。ppt課件9 6ppt課件# 6被攝物體全息干板曝光定時器分束鏡激光束ppt課件# 62、全息照相術的基本原理:是基于干涉、衍射的原理全感底片全息照相過程包含記錄和再現(xiàn)兩過程：(1) 用干涉方法記錄物光波的全部信息;用衍射昉法再現(xiàn)物體的光學現(xiàn)象。2、全息照相術的基本過程（一）波前的全息記錄（拍攝過程）:把一束激光分為兩束，其中一束直接照明光全息干板照到全息干板上，稱為參考光R,另 一束照射到被攝物體上，經(jīng)物體反射后再照射到干板上，稱為物光O。這兩束光在全息板上相遇并產(chǎn)生干涉,經(jīng)過顯影、

4、定影等暗室處理后，底片上形成明暗的復雜的干涉條紋，形成 全息圖底片上以干涉條紋的形式記錄下物光波的全部信息（強度和位相）干涉圖樣為什么能記錄相位呢?O為物體上某一發(fā)光點。設A,B為 底片上兩條相鄰的暗紋，在A,B兩 處的物光和參考光必須都反相。由 于參考光在A,B兩處是同相位的， 所以到達A,B兩處的物光的光程差 等于激光的波長；I o由圖中的幾何關系得：dx =dxsmO = XX _ r2sinP %此式表明，在底片上同一處，來自物體上不同點的光，由 于它們的0或廠不同，與參考光形成的干涉條紋的間距 就不同，因此底片上各處干涉條紋的間距反映了物光相位 的不同，也反映禺物體上各發(fā)光點的位置的

5、不同。ppt課件11（二）物光波前的再現(xiàn)：（成像過程）利用衍射原理再現(xiàn)物質(zhì)光波全息圖的每一部分都記錄了物體上各點的光信息，它的每一部分都 能再現(xiàn)原物的整個圖像，通過多次曝光還可以在同一張底片上記錄 多個不同的圖像，而且能互不干擾地分別顯示出來。用一束參考光（在大多數(shù)情況下是 與記錄全息圖時用的參考光波完全 相同）照射在全息圖上，就好像在 一塊復雜光柵上發(fā)生衍射，在衍射 光波中將包含有原來的物光波，因 此當觀察者迎著物光波方向觀察時, 便可看到物體的再現(xiàn)像。光全息照相的特點1、相干片上的花紋與被攝物體無任何相似之處，在相干光束的照射下，物體圖像卻能如實重現(xiàn)。2、立體感很明顯（三維再現(xiàn)性），如某些

6、隱藏在物體背后的東 西，只要把頭偏移一下也可以看到。視差效應很明顯。3、全息圖打碎后，只要任取一小片，照樣可以用來重現(xiàn)物光波。4、在同一張照片上，可以重疊數(shù)個不同的全息圖。ppt課件13光全息照相的特點當一指定層被選出來寫入或讀出數(shù)據(jù)時，其他各層必須有 效地不被激活。在全息三維光學存儲器中，輸入的二維頁面信息被編碼并分 布到整個存儲空間。此時存儲是由多個層面組成的存儲，每一層中記錄的頁 面存儲采用了不同的編碼。ppt課件平面全息存儲器在最簡單的光學系統(tǒng)中，頁面存儲是被顯示在頁面編排器 上的，這是一種空間光調(diào)整器。像面全息圖 記錄錄介質(zhì)參考光再現(xiàn)Vppt課件#只有用與記錄全息圖所用參考光束完全相

7、同的光作為參考光 束才能再現(xiàn)物，這一特征提供了復用能力。參考光束相繼以不同的入射角投向同一張膠片上，就可以記 錄多張全息圖。特定角度的參考光只再現(xiàn)特定位置上記錄的物，而其他物的 再現(xiàn)位置是偏移的。復雜光學元件頁面存儲的大小受空間光調(diào)制器和列陣探測器技術發(fā)展水平的限制，也受到透鏡和系統(tǒng)中其他光學元件大小的限制。15-ppt課件#堆疊全息圖的三維光學存儲器設計思想 如果能夠選擇激活任意一層，那么幾個平面全息圖就能以分 層的結構方式堆疊在一起形成三維光學存儲器。采用雙光子吸收材料的光子選通三維存儲器釆用電子俘獲材料的疊層三維存儲器堆疊全息圖三維存儲器電信號可以激活 選定畫虐。ppt課件#SBN層的堆

8、疊錠酸鋰欽）通常寫為SBN,是一種可以用來產(chǎn) 生全息圖的光折變材料。Thaxst巳和Kestigian在1974年證實，外加電場可以控制SBN全息圖記錄的靈敏度和全息圖再現(xiàn)中的衍射效率。當在合適的方向加外場，且外場達到5xlO5V/m靈敏度增加，能夠記錄全息圖=|外電場提供的漂移場促進了An oc Eppt課件*電荷重新分布記錄：加增強記錄的電場方向相同衍射效率再記錄：加增強記錄的電場方向相同注意，電極應放在SBN層的邊緣。ppt課件#PVA層堆疊 Chen和Brady提出了用PVA疊層和偏振轉動器構成三維存儲器件的建議。PVA特點只有在特定的偏振態(tài)下才能記錄和再現(xiàn)全息圖oPVA疊層結構 用P

9、VA層存儲全息圖，每一層PVA上有偏振旋轉器，它是 由一對透明電極之間夾一層液晶而成。ppt課件液晶偏轉器工作過程未加電壓時，液晶旋轉器可以將入射光的偏振態(tài)旋轉90。(0N)；加上電壓后，液晶偏振旋轉器將不影響入射光的偏振態(tài)(OFF)。帶有細小溝槽的配向膜，作用 是使液晶分子沿著溝槽排列XT二配向膜電壓ppt課件0N態(tài)OFF態(tài)#PVA疊層三維存儲器工作原理入射光偏振方向是0 ° ,且激活PVA層要求90。液晶偏振器在OFF態(tài)時，入射光通過PVA層不受影響;液晶偏振器在ON態(tài)時，入射光偏振態(tài)旋轉90。，激活 選定的PVA層，下一個PVA層也置于ON態(tài)，入射光偏振 態(tài)又回到0°

10、。體全息三維光學存儲器量提高存儲具有三維衍射光柵的性質(zhì)被記錄的三維干涉圖樣稱為體全息圖，在再現(xiàn)過程中，它又 可以轉換成最初的二維圖樣。體全息圖再現(xiàn)要求 圖的再現(xiàn)受布拉格條件的限制，相同波荷務蘇而照射 角度必須與記錄過程中的參考光束記錄角度相同O 在普通應用中，平面全息圖用來產(chǎn)生物體的三維顯示;在數(shù)字光學存儲應用中，體全息圖用于記錄和顯示二維頁面 存儲。ppt課件23Holographic PlateX-Y DeflectorSubhologramLaser Beam具有獨創(chuàng)性設計的第一個三維全息光學存儲器原型是Dauria 等人1974年提出的，它基于下圖所示的結構，只是每一個微 小的平面亞全

11、息圖替換為摻鐵鋸酸鋰體亞全息圖。Reconstructed Page Memory偏轉器將參考光束定位到全息片的亞全息圖上以再現(xiàn)頁面存儲ppt課件23用SBN光纖制作微體積亞全息圖，其直徑為1mm,長度為 4mm,存儲容量為3050個頁面。進展Mok等人成功的將500張320X320像素圖像全息圖存儲在lcmXlcmXlcm摻鐵規(guī)酸鋰晶體內(nèi)。Mok等人后又將5000張全息圖存儲在2cmX1.5cmXlc m摻 鐵饑酸鋰晶體內(nèi)。實驗裝置必須具備下述的三個基本條件:1. 一個好的相干光源。激光，時間相干與空間相干;2. 一個穩(wěn)定性較好的防震臺。干涉條紋寬度屬于波長數(shù)量級;干涉條紋寬度:當物光與參考

12、光之間的夾角0=60° 時,A =632. 8nm時,d=0. 6328p m3.高分辨率的感光底片。ppt課件25光全息照相與普通照相的區(qū)別普通照相全息照相礎的。全息照相過程分記錄、再現(xiàn)兩步，它是以干涉 普通照相過程是以幾何光學的規(guī)律為基 衍射等波動光學的規(guī)律為基礎的。的光強（或振幅）全息圖所記錄的是物體各點的全部光信息I普通照相底片記錄的僅是物體各點 包括振幅和位相普通照相過程中物像之間是點點對 應的關系，即一個物點對應像平面 中的一個像點1=全息照相過程中物體與底片之間是點面對 應的關系，即每個物點所發(fā)射的光束直接 落在記錄介質(zhì)整個平面上。反過來說，全 息圖中每一個局部都包含了

13、物體各點的光 信息普通照相得到的只能是二維的平面 圖像全息圖能完全再現(xiàn)原物的波前，因而能觀 察到一幅非常逼真的立體圖像全息照相是干涉記錄，要求參考光束與各 個物點的物光束彼此都是相干的ppt課件普通照相只是像的強度記錄，并不 要求光源的相干性，用普通光源就 可以了 26ppt課件真彩全息圖27光全息圖片白光全息圖動態(tài)全息圖ppt課件真彩全息圖#全息照相的應用1、全息干涉測量全息干涉測量特別適用于各種材料的無損檢驗。全息干涉 測量技術是把全息照相和干涉測量技術結合在一起形成的，也 叫三維干涉測量技術。一個被測物體經(jīng)過全息照相后，即記錄了該物體的一個精確的形象。如果物體以后發(fā)生了某種形變，可以把這

14、個物 體經(jīng)全息照相記錄的形狀與被記錄的物體的原始形狀進行光 學比較，從而精確地指出物體形狀的微小變化，盡而判斷物 體的某些性質(zhì)和狀態(tài)。其具體方法有一次曝光法和二次曝光法。2、全息照相制作光學元件用全息照相法制作光學元件，能大大地改善光學元件的性能。例如，用全息法制作光柵完全擺脫了機械刻劃的陳舊方式。釆 用記錄干涉條紋的照相方法可以方便地得到質(zhì)量較好的衍射光 柵。這種全息光柵的特點：雜散光很小，且一般來說分辨率高。全息圖還可以制作波帶片等光學元件及作為防偽商標。ppt課件295.3光學存儲介質(zhì)5.3.1照相底片O照相膠片(photographic),或者叫鹵化銀膠片，是用來存儲圖 像的最常用的介

15、質(zhì)。存儲機制膠片或者照相干板通常以透明的醋酸纖維膠片或者玻璃作為基 片,在其上鍍一層感光乳膠。乳膠有大量微小的感光鹵化銀顆 粒組成，這些顆粒懸浮在明膠當中。鹵化銀乳膠可以用來產(chǎn)生相位調(diào)制和振幅調(diào)制ppt課件3°照相底片生成的明膠乳劑熔化后涂布在玻璃板或塑料片基上，形成照相干板。當感光乳膠曝光時，一些鹵化銀顆粒吸收光能后發(fā)生復雜的物理化 學變化，吸收足夠能量的顆粒馬上會還原為銀原子。最初漠離子吸收光子產(chǎn)生一個漠原子:Ag+Br_ 吸收光Ag+Br()+e銀離子能與電子結合產(chǎn)生銀原子提供了潛影Ag+eAg°ppt課件31曝光5.3光學存儲介質(zhì)照相三步驟根據(jù)底片的感光特性及當時的

16、照明條件，選擇適當?shù)?曝光量將底片曝光，使其在底片上形成潛像顯影的作用是使有潛像的底片在顯影液的化學作用下,以潛像上已析出的銀原子為顯影中心，將附近鹵化銀微粒的銀原子還原出來。析出的銀粒子數(shù)目與感光強弱成 正比。顯影一定時間后，就會顯現(xiàn)出黑白圖像其作用是將底片上未起光化作用的鹵化銀微粒從片基上 溶去，以防止它們繼續(xù)感光變黑。335.3.3光敏聚合物提取方法如果將牛的軟骨、蹄和骨頭放在一起煮足夠長的時間，它們最 終將成為膠狀，這些膠在經(jīng)過提煉可以得到明膠。明膠特點明膠遇水膨脹。明膠本身對光不敏感，用化學敏化方法增加其感光 性，通常是在其中加入重鋸酸® (NH42Cr2O7),它能夠使明

17、膠內(nèi)部 發(fā)生變化從而對光敏感。明膠膠片可以通過在襯底上浸涂(dip-coating)或者刮制(doctorblading) 的方法獲得明膠光化學反應c6+Cr3+ +明膠明膠交叉 連接變多明膠 + 水“浸泡"”“"膨脹變?nèi)趺髂z酒精脫水明膠中產(chǎn)生 折射率差聚合定義聚合過程就是兩個或者多個相同物質(zhì)的分子在一起形成一個新的分子（聚合體），這個分子和原來的物質(zhì)分子（單體）具有相同的組分，其分子量是組成聚合體的原始分子量的整數(shù)倍。光聚合物（photoployme）商用的光聚合物是由單體和光敏物質(zhì)通過聚合膠混合形成的軟片。ppt課件395.3.3光敏聚合物光聚合過程單體聚合曝光單體擴散

18、聚合體的濃度埶+熒光曝光使圖像穩(wěn)定，實現(xiàn)折射率調(diào)制ppt課件415.3.4光刻膠:光刻膠是一種有機光敏材料，它廣泛應用于集成電路(ic)芯 片制造的光刻過程。光刻膠有兩種類型：正型膠和負型膠。負型膠：在曝光之后，光刻膠會由于聚合或者其他過程變得不溶 于溶劑，那些沒有曝光的部分被沖洗掉之后就剩下了曝光的圖像。正型膠：感光的光刻膠溶于顯影溶液的圖像以浮雕圖樣被記錄下來ppt課件435.3.4光刻膠光刻膠由三部分組成：1,感光劑；2,增感劑；3,溶劑。翳蠶蠶黔在玻璃基片表面上涂布一層含顆粒極乳膠的成分：乳化劑、分散介質(zhì)和輔助劑等乳化劑：硝酸銀和鹵化物（漠化鉀，碘化鉀、氯化鈉等）分散介質(zhì)：明膠。它易溶

19、于熱水，冷凝后成固體狀態(tài),其分子鏈的連接是通過鏈上某些氨基（"日）中的氫和相鄰分子鏈上撥基（二C-O）中的氧所形成的氫健。ppt課件5.3.4光刻膠輔助劑：增感劑、防灰霧劑、穩(wěn)定劑以及堅膜劑等增感劑的作用是使鹵化銀的感光范圍展寬 防灰霧劑的作用是抑制乳膠中灰霧中心的形成，常用的防 灰霧劑有苯酚三氮哇、漠化鉀等 分散介質(zhì)（或載體）在乳膠中起分散介質(zhì)和支撐體的作用。ppt課件395.3.4光刻膠負性光刻膠利用抗蝕劑分子本身的感光性官能團發(fā)生的光聚合反應可溶膠並作用不溶性膠（顯影丁氧化層表面）©即光刻膠0光照O*打開交聯(lián)OIC=0i I0HC=CHCOCI 酯化反應H!PVA肉桂

20、酰氯聚乙烯醇肉桂酸酯（不溶性膠例：由肉桂酰氯制聚乙烯醇肉桂酸酯交鏈劑雙疊氮化合物遇光照射時發(fā)生分解反應，放出氮氣，變成氮游離 基，然后再與樹脂上的雙健發(fā)生反應，而成為網(wǎng)狀結構的不溶性物質(zhì)+號 + ：+ Y 一擴n_rnppt課件425.3.4光刻膠正性光刻膠鄰疊氮荼醍類化合物在紫外光照射下發(fā)生分解反應，放出氮氣，同時分子的結構經(jīng)過 重排形成五元環(huán)烯酮化合物，遇水經(jīng)水解生成昂基竣酸衍生物ppt課件43光刻過程涂膠，前烘，曝光，顯影，堅膜，腐蝕和去膠等七個步驟。(0涂膠、前烘臨光(C)顯彩、罡腮吒劃密13(廓悅(e)去腹光刻工藝過程示意圖ppt課件44ppt課件57光學曝光a, 接觸式b, 接近式

21、c, 投影式掩模版二氧化硅等膜晶片空隙投影系統(tǒng)（C）ppt課件57三種方法比較接觸曝光：光的衍射效應較小，因而分辨率高；但易損壞 掩模圖形，同時由于塵埃和基片表面不平等，常常存在不同 程度的曝光縫隙而影響成品率。接近式曝光：延長了掩模版的使用壽命，但光的衍射效應更為嚴重，因而分辨率只能達到2-4um左右。投影式曝光：掩模不受損傷，不存在景深問題提高了對準精度，也減弱了灰塵微粒的影響，已成為LSI和VLSI中加 工小于3uin線條的主要方法。缺點是投影系統(tǒng)光路復雜，對 物鏡成像能力要求高。從曝光到顯影衣層光刻膠確顯能瓏光后顯煬后(a)正光刻膠顯影劑氫氧化鈉負光刻膠二甲苯Stoddard溶劑從曝光

22、到顯影掩模材料掩模材料大致可分為兩大類: “在玻璃基板表面涂布鹵化銀乳劑的高分辨率干板V在玻璃上附著金屬或金屬氧化物膜的硬面板玻璃襯底的要求平面度好，機械強度高，在白熾燈下觀察，無肉眼看得 見的氣泡、雜質(zhì)、霉點和劃痕熱膨脹系數(shù)小透射率高化學穩(wěn)定性好。幾種掩膜材料的特性比較特性 種類成料 組材膜厚表面 反射率表面 強度分辨率乳膠干板AgBr4-6p m低8弱2-3|J m鋸板Cr80-200nm50-60%強l-2p m氧化鐵板恥2。3150-250nm15-20%1強lp m特性種類抗化 耐 學性磨性透明性光密度成像銳度光刻對準乳膠干板不透明1.5-3鉛板耐強酸較好不透明2-3有散亂邊紋銳困難

23、困難氧化鐵板耐強酸不耐堿好選擇透明2容易掩膜缺陷的種類如小島、凸出和連條等不如針孔、凹口，斷條等透二類是掩模圖形范圍內(nèi)多余的部分, 透明缺陷。一類是掩模圖形范圍內(nèi)缺少的部分, 明缺陷。ppt課件49ppt課件#翅多余圖形邊緣不齊ppt課件#衡量光刻膠好壞的標準1,感光度 2,分辨率3,粘度及固態(tài)含有率4,穩(wěn)定性5,抗蝕性6,黏附能力7,針孔密度5.3.5熱塑材料熱塑材料利用靜電力所引起的塑性流動形成相位全息圖的浮雕圖像。熱塑存儲：電子束型熱塑記錄 感光性熱塑記錄熱塑過程的基本要素是要在熱塑層中建立與入射光場圖樣相同的電 場圖樣，電脈沖對熱塑層加熱使得熱塑層的形變對應于電場圖樣。熱塑存儲：電子束

24、型熱塑記錄 感光性熱塑記錄熱塑料導電基片顯影光導 +# 熱舉料_導電層-sssssx基片-T二均勻充電仆如（a）L 9 1熱塑全息記錄基本過程 （"電子束型；（b）感光型。光 光W H1BSsassaejK電子束型熱塑記錄過程掃描電子束接地靜電力使均勻加熱的塑料產(chǎn)生形變，冷卻后形變終止，圖像被固定ppt課件57感光型熱塑記錄熱塑層1塑料層均勻充電2相干光下曝光3加熱至熱塑層融化4冷卻固定形變充電加熱曝光前照明區(qū)曝光后照明區(qū)電場加強尹禺蘆秒袴透明導電層玻璃基底ZT ZT ZT/T ZTZTX /T ZTX /FX <TB B wB B w '3z kly w BB熱塑層曝

25、光光電導材料透明導電層玻璃基底士充電放電I二次充電ppt課件575.3.5熱塑材料及其制備方法玻璃或透明塑料導電涂層作用:1 通電對熱塑材料加熱，要求電阻率均勻;2.靜電接地。光導熱塑的基質(zhì)聚苯乙烯苯乙烯辛基丙烯酸酯的共聚物 苯乙烯丙烯酸酯聚合物5.3.6光折變材料1966年，貝爾實驗室把強綠光或藍光聚焦在鋸酸鋰晶體上會引起晶體折射率的變化，“激光損傷”，加熱至200。以上恢復到原始狀態(tài)。光折變材料能吸收外來光而產(chǎn)生介質(zhì)內(nèi)電荷的遷移，由此形成 一個空間電荷分布和相應的電場，通過光電效應使介質(zhì)的折射 率受到調(diào)制。光折變效應是指非線性光學材料在光照條件下由于其內(nèi)部電荷重新 分布而導致材料的折射逹發(fā)

26、生空間週制即光致折射率的變化。光折變材料是含有電子陷阱的晶體。ppt課件57LiNbOs: Fe光致折射率變化過程在可見光區(qū)有一條與將陷阱內(nèi)的 電子激發(fā)至導帶相對應的吸收帶Fe2+占有電子 的陷阱（施主）干涉光尸LiNbOs產(chǎn)生相應的自由電子圖像Fei+ Fe2+電子擴散Fe2+ Fe3+© O ©| 和漂移OOOO ® O0*0O O OOOOOOO雜質(zhì)離子均勻分布陷進中電子被激發(fā)O Fe2+ F尹Fe3+空位的 陷阱（受主）An oc E1改變了材料的折射率電荷空間重新分布， 產(chǎn)生電場，通過線性 光電效應，感應出空 間折射率分布58I(x)入射相干光干涉條紋

27、葩趣度分布；p(x)為電荷密度分布E(x)靜電場分布n(x)折射率改變量分布595.3.7光致變色材料光致變色材料有兩種獨特的穩(wěn)定態(tài)A和B,稱為色心，它們分 別對應于兩個吸收帶波長知和入2，當用知波長照明時，材料 經(jīng)歷從穩(wěn)定態(tài)A向穩(wěn)定態(tài)B的轉變。當轉變完成后，材料就不 再對知的光敏感，材料的吸收帶也就移到了心O光致變色過程全息圖應用可以使用波長人的光寫入而使用波長為幾2的光讀出光學 數(shù)據(jù)。重要特征一一光致變色過程是個可逆過程！光致變色是折射率變化或電光效應，不是色彩變化逆光色1 A海影號隱形坦克隱身衣5.3.8電子俘獲材料電子俘獲(Electron-trapping, ET)材料類似于光致變色

28、材料，也有兩個可以通過吸收波長厶和幾2的光而互相轉換的可逆穩(wěn)定態(tài)A和B。與光致變色材 料不同的是，可以利用電子俘獲材料的受激輻射光來輸出23 ,而不是采用吸收讀出光血的方式。5.3.9雙光子吸收材料雙光子材料的工作方式與電子俘獲材料非常類似，都需要記錄光 束進行數(shù)據(jù)寫入，利用讀出光束激勵材料的受激部分而發(fā)光。雙光子吸收材料從基態(tài)到穩(wěn)定態(tài)的激發(fā)態(tài)的躍遷需要兩個而不是一個光子，并且也需要另一對光子去激勵激光態(tài)離子返回到基態(tài)。這兩個光子可以是波長相同的，但不同波長的光子會更好。雙光子吸收現(xiàn)象通常被稱為光子選通，即利用一個光子控制另外一個光子的行為。ppt課件雙光子吸收原理S41064初 2 JWr5

29、32nm-M<*丿你700防72Q QS3（穩(wěn)態(tài)）S21064nmJWr532nmJWr*S1（初始態(tài)）ppt課件655.3.10細菌視紫紅質(zhì)什么是細菌視紫紅質(zhì)細菌視紫紅質(zhì)(bacterior hodopsin)是一種生物學光致變色材料，它是一種微生物紫色膜中一種吸收光的蛋白質(zhì)，叫做Halobacteriun balobium。這種細菌生長在鹽沼澤地中,那里含鹽濃度約為海水的6倍。如何獲得細菌視紫紅質(zhì)細菌視紫紅質(zhì)能夠通過直接干燥分離紫色膜并使其覆于玻璃基底上或者嵌入聚合體中而獲得Oppt課件67細菌視紫紅質(zhì)具有光驅動質(zhì)子泵的功能。細菌視紫紅質(zhì)儲存原理KJ570/7/77B - 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)子

30、412伽*|/|/|廠質(zhì)子ppt課件695.3.11光化學燒孔材料嵌在固體光學晶格中的燃料分子(雜質(zhì))的吸收頻率會因為它 們與周圍晶格的相互作用而發(fā)生移動，因此燃料分子的吸收線 就成為一個寬而連續(xù)的不均勻的光學吸收帶。當燃料分子被特定頻率的光照明時，它們會發(fā)生化學反應。無論是有機材料還是無機材料這些材料所面臨的主要困難是它們必須在很低的溫度下工作(<100K)o持續(xù)光譜燒孔（PSHB：Persistent Spectral Hole一Burning）技術利用對不同頻率的光吸收率不同來識別不同分子，它有可能使光存儲的記錄密度提高34個數(shù)量級，它屬于四維光存儲。ppt課件715.3.12磁光

31、材料磁光材料(MO)將二進制信息存儲為磁化向上和向下兩 個狀態(tài)。最常用的MO介質(zhì)是猛鈕(MnBi)合金薄膜，所 記錄的數(shù)據(jù)用線偏振激光束讀出，該激光束會因法拉第 效應或克爾效應產(chǎn)生一個小的旋轉，光束偏振態(tài)是左旋 還是右旋取決于磁化是向上還是向下。鐵磁性材料是某些物質(zhì)的一種屬性，在撤出外部磁化場 時，這種物質(zhì)仍能保持磁化強度。在鐵磁材料中，原子 的磁矩沿相同方向排列。當鐵磁材料被加熱超過居里點的溫度時，原子開始隨機 熱運動，磁矩也隨機熱取向，結果材料變成順磁性的。ppt課件7。透射的法拉第效應磁場H偏振光透射光旋轉角與薄膜厚度成比例.發(fā)生旋轉的7偏振光克爾效應射光的偏振面發(fā)生旋轉ppt課件71光

32、盤利用磁克爾效應進行光磁記錄的原理非接觸式、大容量記錄介質(zhì)ppt課件735.3.13可擦除型光盤材料可擦除型光盤材料按照記錄信息的不同機理可分為: 態(tài)變型，相變型，磁光型態(tài)變型：不成化學計量比的氧化物這種材料制成的薄膜在光輻照和熱作用下光透過率大部分下降（光、熱黑化現(xiàn)象），這種現(xiàn)象是由于本征吸收極限變化引起的。ppt課件75相變型存儲材料用相變材料進行光學記錄的基本原理數(shù)據(jù)記錄點在兩個狀態(tài)的轉換是受控且可逆的，這兩 個狀態(tài)通常是非晶態(tài)和結晶態(tài)；»結晶態(tài)的反射率是非晶態(tài)的4倍；利用光束反射強度的差別識別記錄的二進制數(shù)據(jù)。原子周期排列原子隨機排列/透明非晶體不透明結晶體ppt課件非晶態(tài)和

33、結晶態(tài)之間的轉換Tg：轉化為非晶體的溫度點Tm：熔點溫度用激光束加熱斑點快速冷卻用激光束加熱斑點T>Tmppt課件7576ppt課件磁光型存儲材料利用線偏振光的偏振狀態(tài) 受磁性記錄介質(zhì)的影響發(fā) 生變化(科爾效應)，可實現(xiàn) 信息的記錄。檢偏器記錄方式：補償點記錄居里點記錄擦除或寫入過程:當需要擦除和向MO中重新寫入數(shù)據(jù)時，寫入激光束會將 紀錄介質(zhì)加熱到居里點，然后偏置磁體是被加熱區(qū)域的磁 化強度矢量倒轉以表示一個位(bit)。讀出： 低功率線性偏振激光束能夠用來讀取MO碟上的數(shù)據(jù)。ppt課件775.4位圖光學存儲5.4.1光學磁帶一連串的數(shù)據(jù)能夠記錄在磁帶上，但磁帶記錄的缺點是不能 快速隨

34、機的訪問數(shù)據(jù)。磁帶必須從頭開始卷帶以尋找需要的 數(shù)據(jù)。光學磁帶傳統(tǒng)上用于電影膠片來記錄影片的音軌。5.4.2光碟最成功的光學存儲介質(zhì)是光碟。需要記錄的信號以凹坑的長度以及軌道上坑與坑之間的距 離來編碼。記錄光源：GaAIAs激光器Fig. 81 Basic structure of an optical disk.光碟的基本結構和=155ppt課件795.4.2.1只讀光盤光信息讀取過程:在沒有坑的地方，光線被全部反射回探測器;在有坑的地方，聚焦光束能夠覆蓋以及坑周圍的盤面，且 都鍍有高反射率的材料，坑的深度設計恰好能使坑內(nèi)反射 的光和盤面反射的光的位相差兀，這樣兩束光就在表面 相消干涉，從而只有很少的光進入探測器?？拥纳疃鹊湫椭禐?13微米oppt課件8o5.4.2.2 WORM光碟 WORM （一次寫入，多次讀取）光碟用聚碳酸脂或 者堅硬的玻璃作為基底，記錄層具有高反射率物質(zhì)（如燃料聚合體或者確合金）。和其他光碟一樣，記錄 層上也覆蓋了一層透明的塑料來保護介質(zhì)。WORM系統(tǒng)利用激光束順序記錄數(shù)據(jù)。寫入光束在記錄介 質(zhì)上燒出一個坑來改變其反射率