[发明专利]一种可逆相变材料高密度存储装置

说明书

本发明提供一种基于双光束超分辨技术的可逆相变材料高密度存储装置，包括衍射受限的激发光生成组件用于引发光记录；中心光强为零的抑制光生成组件用于抑制光记录；光盘组件中光盘的记录层由半导体合金相变材料构成，在激光的作用下相变材料发生晶相和非晶相之间的可逆变换，导致材料的反射率、折射率等发生相应的可逆变化，能实现信息的超分辨记录；将发光离子掺杂到相变材料中，在合适波长激发光诱导下发出荧光，能实现记录信息的超分辨读出。本发明的基于双光束超分辨技术的可逆相变材料高密度存储装置及方法能实现超分辨读写的功能，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。

技术领域

本发明涉及光盘存储介质相关存储方法技术领域，特别是涉及一种基于双光束超分辨技术的可逆相变材料高密度存储装置。

背景技术

光盘于20世纪70年代诞生后，随着光盘存储技术的不断进步，基于无机材料的相变可擦写型光盘的地位日益显现出来。相变光盘是利用光-热过程使半导体合金薄膜的晶态(crystalline state)与非晶态(amorphous state)产生可逆相变，达到信号的写入、读出和擦除的目的。

相变材料的晶态处于吉布斯自由能的最低位置，是稳定态；非晶态处于吉布斯自由能的较高位置，是亚稳态。写入信息时，用较高功率和较短脉冲激光辐射处于晶态的薄膜材料，使材料的温度上升至熔点以上，然后通过液相快冷，转变为非晶态，这时的材料为长程无序，具有较低的反射率；擦除信息时，用较低功率和较宽脉冲激光辐射处于非晶态的已写入信息，使温度上升并稍微低于熔点，此时又回到晶态，具有较高的反射率。信息的读出利用记录点和非记录点的反射率差异来区分。

但是，由于受到衍射极限的约束，写入光斑的大小始终无法达到其波长的1/2以下，导致无法进一步提升光盘存储密度；同时，基于晶态和非晶态反射率差值来实现数据的读出具有很大的约束性，因为其反射率对比度通常是小于30％的，信噪比较小，不利于信号的读取；如果是超分辨写入，则记录光斑的尺寸将会更小，如果还是利用反射率对比度来实现数据的读取，其信噪比将进一步减小。所以，进一步提升相变光盘存储密度以及增强信号对比度变得尤为重要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于双光束超分辨技术的可逆相变材料高密度存储装置及方法，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，本发明提供一种基于双光束超分辨技术的可逆相变材料高密度存储装置。

本发明的技术解决方案如下：

一种可逆相变材料高密度存储装置，其特点在于：包括：

激发光生成组件，用于引发相变材料光记录；

抑制光生成组件，用于抑制相变材料光记录；

二相色透镜，用于反射激发光透射抑制光；

光盘组件，用于实现光盘相变材料上的超分辨写入和读出。

所述激发光生成组件包括第一激光光源，以及沿第一激光光源传输方向依次放置的第一聚焦透镜、第二聚焦透镜、第一二分之一波片和反射镜。

所述第一激光光源用于生成平行激发光，所述第一聚焦透镜和第二聚焦透镜用于激光扩束；所述第一二分之一波片用于将所述平行光处理为第一线偏振光；所述反射镜用于改变光束的传输方向。

所述抑制光生成组件包括第二激光光源，以及沿第二激光光源传输方向依次放置的第三聚焦透镜、第四聚焦透镜、第二二分之一波片、涡旋相位板、锥棱镜和第五聚焦透镜。