[发明专利]基于纳米光刻的光盘读写方法及刻写控制信息编解码方法

说明书

本发明提供基于纳米光刻的光盘写入方法与装置、基于纳米光刻的光盘读取方法与装置、基于纳米光刻的光盘读写装置，以及刻写控制信息的编码方法、刻写控制信息的解码方法、从反射光谱中解码出数字存储信息的方法。本发明的技术方案可有效提高光盘信息读取速率和分辨能力，并极大地提升了光盘的存储密度和存储维度。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及基于纳米光刻的光盘写入方法与装置、基于纳米光刻的光盘读取方法与装置、基于纳米光刻的光盘读写装置，以及刻写控制信息的编码方法、刻写控制信息的解码方法、从反射光谱中解码出数字存储信息的方法。

背景技术

随着基因测序以及脑活动读取等技术的发展，不仅仅产生了大量的数据，同时对于数据如何有效、稳定、准确地保存提出了更高的要求。基于上述背景，光盘存储技术因其节能、存储寿命长、安全性好以及易加工等优点，很好地顺应了时代的要求。而对于光盘技术而言，存储容量的限制严重阻碍了光盘技术的发展。

为了提升光盘的容量，传统的技术路线是减小记录光斑的尺寸。随着短波长激光二极管(GaN蓝绿色激光器)的研制成功，使得蓝光光盘逐渐成为光盘市场上的主流存储方式。早期的CD光盘，记录激光波长为780nm，数值孔径为0.45，轨道间距为1.6μm，单层存储容量仅为650MB；后来的DVD光盘，记录激光波长为650nm，数值孔径为0.6，轨道间距为0.74μm，单层存储容量为4.7GB；而目前的蓝光光盘记录激光波长为405nm，数值孔径为0.85，轨道间距为0.32μm，轨道间距仅仅是红光DVD盘片(0.74μm)的一半，单层存储容量高达25GB，同时，蓝光光盘利用不同反射率达到多层写入效果，实现了12层300GB的蓝光光盘存储。

为了进一步突破光盘存储量的限制，科研工作者也提出了一些提升存储容量的方法。2009年澳大利亚的顾敏研究团队利用不同长宽比的金纳米线对不同波长和偏振方向激光的响应差异，实现了厚度内，三层五维(以及偏振)光信息存储(Nature,2009,459(7245):410-413)。2011年，S.W Hell研究团队提出了一种可用于超分辨光存储读写的新型显微技术RESOLFT(reversible saturable optical‘fluorescence’transition between twostates)，利用绿色荧光蛋白(rsEGFP)的光固化和光开关特性，通过超分辨写入读出的方法，实现了250nm点间距的高密度光存储实验(Nature,2011,478,204-208)。2012年澳大利亚的顾敏研究团队结合光致聚合以及超分辨受激辐射损耗技术原理，利用1,5-双(对二甲氨基辛酰亚胺)环戊酮(BDCC)材料体系，实现了9nm的光刻沟道宽度，52nm的沟道间距(Nature Communications,2013,4.6:2061)，利用该光致聚合光刻的机制可高密度写入光盘信息。据此，顾敏研究团队申请了国际专利(Appl.No:15/039,368；PCT No:PCT/AU2013/001378)。

发明内容

本发明的目的在于提供基于纳米光刻的光盘读写方法及刻写控制信息的编解码方法，以提升光盘存储密度与容量、提升光盘的读写速度。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于纳米光刻的光盘写入方法，包括：压缩实心刻写光束的焦斑尺寸；读取需存入光盘的数字存储信息；所述数字存储信息亦作为刻写控制信息；所述刻写控制信息包括按序排列的各子刻写控制信息；每一所述子刻写控制信息用于控制一个信息记录点的刻写；所述信息记录点处包括m个数据存储位点，每一所述子刻写控制信息由m位二进制数构成，每位二进制数的数码用于表示是否在对应的数据存储位点处进行相应深度信息沟槽的刻写；根据所述刻写控制信息中的一组m位子刻写控制信息，控制被压缩的焦斑在光盘物理存储介质的记录层刻写对应的信息记录点；待完成所述信息记录点的刻写后，将所述被压缩的焦斑移动至下一待刻写信息记录点所在的位置，并根据所述刻写控制信息中的下一组m位子刻写控制信息控制所述被压缩的焦斑进行刻写，直至完成所有信息记录点的数字存储信息的写入。