信息存儲與安全課程總結(jié)

1、信息存儲與安全課程總結(jié)第1章 課程內(nèi)容1.1 LED封裝技術(shù)及其植物工場應(yīng)用本節(jié)主要講解LED發(fā)光原理、現(xiàn)代LED封裝技術(shù)和LED植物生長燈和植物工廠。LED發(fā)光的原理主要基于二極管的電子特性：PN結(jié)，放出光子。重點(diǎn)講述了如何產(chǎn)生白光，利用藍(lán)光LED和熒光粉可以產(chǎn)生基于紅綠藍(lán)三色光的白光。LED封裝技術(shù)主要講解了傳統(tǒng)的封裝技術(shù)存在的問題和幾種新型封裝技術(shù)。植物工廠，主要是利用LED作為光源控制植物生長，相較于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有很大的優(yōu)勢，介紹了LED植物生長燈的配光原理。1.2 光存儲技術(shù)簡介數(shù)字光盤在信息產(chǎn)業(yè)中即使基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)也是核心產(chǎn)業(yè)。光存儲主要有光盤、光卡、光帶三種形式。光盤的發(fā)展經(jīng)歷了CD

2、到DVD到HDDVD的過程。數(shù)字光盤的優(yōu)勢是：記錄密度高；保存時間長；成本低；數(shù)字化；攜帶方便。介紹了光存儲的讀出原理：利用反射率變化的原理，反射率變化時為 “1” 碼，反射率不變時為 “0” 碼。同時也介紹了光存儲的幾種記錄格式：CD扇區(qū)格式、DVD數(shù)據(jù)格式等，以及兩者的差別。1.3 光學(xué)讀取頭原理及設(shè)計(jì)方法本節(jié)主要介紹了光學(xué)頭的分類、光學(xué)設(shè)計(jì)方法、力矩器設(shè)計(jì)方法光學(xué)頭裝配工藝和光學(xué)頭評價技術(shù)。光學(xué)頭的分類可以根據(jù)用途、結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)展等進(jìn)行分類。主要介紹了單物鏡DVD光學(xué)頭和雙物鏡DVD光學(xué)頭以及全息激光器DVD光學(xué)頭。光路系統(tǒng)原理圖如圖1所示。圖 1 光路系統(tǒng)原理圖力矩器是光學(xué)頭中的執(zhí)行機(jī)

3、構(gòu)，實(shí)時調(diào)整物鏡與盤片之間的偏差。力矩器由兩部分組成：固定部分、可動部分。力矩器的性能直接影響光學(xué)頭的讀盤性能。懸線力矩器的工作原理如圖2所示。FO/TR coil 和 lens都固定在一個可活動的部件上如果coil上通電流受磁力作用，活動部就帶lens上下和左右運(yùn)動。圖 2工作原理光學(xué)頭裝配工藝，由4步組成：ACT組裝及傾角調(diào)整；滑動架固定光學(xué)元器件組裝；PDIC及LD調(diào)整；調(diào)整及評價。光學(xué)頭評價，主要參考一下6個參數(shù)：光學(xué)性能參數(shù)；激光功率性能參數(shù)；光電探測器組件（PDIC）性能參數(shù)；力矩器性能參數(shù)；伺服性能參數(shù)；HF信號性能參數(shù)。通過這6個參數(shù)對光學(xué)頭進(jìn)行評價。1.4 光盤伺服控制技術(shù)本

4、節(jié)先對光盤伺服系統(tǒng)做了概述，之后介紹了激光恒功率控制系統(tǒng)、聚焦和循跡伺服系統(tǒng)、主軸伺服系統(tǒng)。最后介紹了光盤機(jī)伺服系統(tǒng)的工作過程。DVD伺服系統(tǒng)功能要求: 激光器的恒功率控制功能；讀取光斑的精確定位功能；主軸電機(jī)的恒線速或恒角速控制以及遠(yuǎn)距離跳軌功能；DVD和CD盤片識別以及DVD單雙層讀取控制功能；DVDCD數(shù)據(jù)解調(diào)及緩沖功能；主機(jī)接口和通訊功能。光盤伺服有4種：激光功率自動控制；讀取光斑的軸向定位功能（聚焦伺服）；讀取光斑的徑向定位功能（循跡伺服）；主軸電機(jī)的恒線速或恒角速控制。聚焦和循跡伺服控制，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是力矩器，檢測機(jī)構(gòu)是光學(xué)探測器。聚焦和循跡伺服控制系統(tǒng)方框圖如圖3所示。圖 3 聚焦和

5、循跡伺服控制系統(tǒng)方框圖主軸伺服系統(tǒng)控制方框圖如圖4所示。圖 4 主軸伺服系統(tǒng)控制方框圖1.5 全光信息技術(shù)體全息圖可用于大容量高效率全息存儲，因?yàn)楫?dāng)照明光角度稍有偏離，便不能得到衍射像，因而可以以很小的角度間隔存儲多重三維圖象，而不發(fā)生象串?dāng)_。體全息數(shù)據(jù)存儲機(jī)理：待存儲的數(shù)據(jù)（數(shù)字或模擬）經(jīng)被調(diào)制到信號光上，形成一個二維信息頁；與參考光在記錄介質(zhì)中發(fā)生干涉，利用材料的光折變效應(yīng)形成體全息圖，從而完成信息的記錄；讀出時使用和原來相同的參考光尋址，可以讀出相應(yīng)的存儲在晶體中的全息圖，然后使用光信號探測器件如將讀出的圖像輸入到計(jì)算機(jī)中。體全息存儲的特點(diǎn)：存儲密度高、容量大；數(shù)據(jù)傳輸速率高、尋址速度短

6、；數(shù)據(jù)冗余度高；存儲壽命長。1.6 光刻技術(shù)光刻技術(shù)利用光致抗蝕劑（或稱光刻膠）感光后因光化學(xué)反應(yīng)而形成耐蝕性的特點(diǎn)。是芯片制造的重要環(huán)節(jié)，占用芯片制造40%-50%的時間，決定著芯片的最小特征尺寸。集成電路工藝所采用的主流光刻技術(shù)：248nm DUV技術(shù)（KrF準(zhǔn)分子激光）；193nm DUV技術(shù)（ArF準(zhǔn)分子激光）；193nm 沉浸式技術(shù)。新一代的替代光刻技術(shù)主要有：157nm F2；EUV光刻紫外線光刻；電子束投影光刻；X射線光刻；離子束光刻；納米印制光刻。EUV光刻紫外線光刻采用分步投影光刻系統(tǒng)，只是改變光源的波長，即采、用波長更短的遠(yuǎn)紫外線。采用的EUV進(jìn)行光刻的主要難點(diǎn)是很難找到合

7、適的制作掩膜版的材料和光學(xué)系統(tǒng)。第2章 實(shí)踐過程2.1 拆解實(shí)驗(yàn)第一步是拆解實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有DVD讀寫頭，如圖5所示。拆解的過程中，主要利用螺絲刀和焊槍。螺絲刀卸下固定螺絲，焊槍融化焊點(diǎn)。最終得到DVD頭的爆張圖效果。這個過程中出現(xiàn)的問題主要是：容易損壞物鏡、全反鏡、半反鏡、準(zhǔn)直鏡等光學(xué)器件；阻尼膠難以去除，容易弄彎銅絲；點(diǎn)膠過多，軛鐵拆卸困難，易損壞力矩器塑料框架結(jié)構(gòu)。圖 5 實(shí)驗(yàn)中拆解DVD頭2.2 力矩器安裝圖 6 力矩器實(shí)物圖組裝后的力矩器如圖6所示。力矩器部分由以下幾部分組裝而成：4根銅絲（1根黃色，三個白色）、線圈、2塊軛鐵、2塊磁鐵、PCB板、螺絲組成、物鏡。在安裝的過程中有以下6點(diǎn)需

8、要注意：1）2塊磁鐵放入軛鐵中，安裝時，相對的面的極性相同，均為N極；2）放置線圈的時候，錐形孔小孔在前，否則銅絲無法插入；3）插入4根銅絲時，黃色的銅絲右上方，且在插入的過程中，銅絲不能發(fā)生彎曲變形；4）物鏡凹面向上，安裝過程須保證物鏡干凈；5）焊接銅絲與PCB板時，需注意不能弄彎銅絲；6）點(diǎn)阻尼膠的時候，保證膠充滿凹槽。2.3 電路板焊接焊接后的PCB板如圖7所示。這個過程中一共需要焊接三處，上方兩處為點(diǎn)焊，下方焊點(diǎn)多而密采用拖焊。點(diǎn)焊的時候，先焊接一個點(diǎn)固定，之后進(jìn)行焊接，這個過程選擇尖頭焊槍。拖焊的過程中，先融化得到一個球形，之后拖動焊槍進(jìn)行焊接，這個過程選擇粗頭焊槍。焊接完成后，在顯

9、微鏡下檢查焊點(diǎn)質(zhì)量，檢查是否存在短路、斷路現(xiàn)象。檢查合格后，利用實(shí)驗(yàn)室檢測設(shè)備進(jìn)行檢測。圖 7 PCB板實(shí)物圖2.4 光學(xué)部分安裝組裝后的光學(xué)部分如圖8所示。光學(xué)部分包含四種光學(xué)元件：光柵、準(zhǔn)直鏡、全反鏡、半反鏡。需要點(diǎn)三次膠水進(jìn)行固定。這個過程中最需要注意的是光學(xué)器件的位置。需要注意一下四個問題：準(zhǔn)直鏡凸面向上；光柵U型一面向上，缺口對準(zhǔn)塑料框架缺口；半反鏡鍍膜一面朝向光柵；全反鏡鍍膜一面朝內(nèi)。這個步驟裝好全反鏡之后要檢測一次是否合格，裝好半反鏡也要利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備檢測是否合格。全反鏡與半反鏡的鍍膜面的確定，提供了一種有效的方法，通過逆著光路看相鄰面上是否存在分界線來確定是否為鍍膜面。圖 8

10、光學(xué)部分2.5 整體焊接整體焊接效果如圖9所示。其中PCB板左上方軟排線與激光頭LD焊接，右上方與力矩器焊接。LD的安裝，由于靜電會損壞LD，因此整個過程需要攜帶靜電手環(huán)，同時不能有大幅運(yùn)動，以免產(chǎn)生靜電。焊接軟排線與LD的時候，先焊接右數(shù)第二個焊點(diǎn)，之后再焊接其余三個點(diǎn)。這個過程中需要注意，自攻螺絲攻螺紋的過程中不能滑絲，否則之后步驟無法正常進(jìn)行。圖 9 整體焊接實(shí)物圖2.6 調(diào)試裝配過程中的調(diào)試過程主要有兩個步驟，一是將光學(xué)部分和PCB板焊接好之后，對光軸進(jìn)行調(diào)整。調(diào)整過程如圖10所示。這個過程，控制儀器上方和右側(cè)的兩個螺旋調(diào)距，直到三個光斑移動到中心位置。之后用螺絲固定，擰螺絲的過程中，

11、左邊擰一圈、右邊擰一圈，這樣能夠保證光斑不發(fā)生明顯移動。圖 10光軸調(diào)節(jié)另一個調(diào)試步驟是在焊接好力矩器之后，做最后的點(diǎn)膠之前，對激光頭進(jìn)行最終調(diào)試，過程如圖11所示。得到圖11所示的波形之后，進(jìn)行最終點(diǎn)膠，得到激光頭。這個過程中會出現(xiàn)很多問題，大多是之前的步驟中存在的問題。主要問題出現(xiàn)在PCB焊接和力矩器上。焊接過程中存在短路和斷路，力矩器磁鐵的極性錯誤等都會造成調(diào)不出正確的波形。圖 11示波器調(diào)試第3章 學(xué)習(xí)總結(jié)通過本課程的學(xué)習(xí)和實(shí)踐過程，掌握了光盤存儲的原理、激光器頭的工作原理和設(shè)計(jì)方法、LED發(fā)光原理、全息成像技術(shù)。通過實(shí)踐過程，熟悉了激光器頭的制作工藝，增加了動手能力。實(shí)踐過程中收獲很多，也發(fā)現(xiàn)了很多問題。激光器頭由20多個大大小小的零部件組成，這個過程包括點(diǎn)膠、焊接等工藝。每一個過程都有著較為精細(xì)的要求和標(biāo)準(zhǔn)，都不能按著自己想象的來。如果在某一個工藝中存在較大偏差，都將導(dǎo)致最后無法得到預(yù)期效果。