[发明专利]大容量多维光存储读写测试系统

说明书

本发明公开了大容量多维光存储测试系统，包括：飞秒激光器、滤波单元、第一反射镜、光强衰减器、第二反射镜、空间光调制器、光开关、4f系统、偏振单元、二向色镜、显微物镜、滤光片、聚焦透镜、多模光纤、雪崩光电二极管、第一信号传输线、数据采集卡、第二信号传输线、终端、第四信号传输线。本发明通过获取飞秒激光器输出的波长信息、空间光调制器加载到光斑上的相位信息、偏振单元将线偏振光变成圆偏振光的偏振信息，将传统光存储测试系统变成多维光存储测试系统，在存储介质上的单个记录点上能够存储更多的信息，从而使得存储容量得到巨大提升。

技术领域

本发明属于光电信息存储技术领域，具体涉及大容量多维光存储读写测试系统。

背景技术

近几十年来，光存储技术的发展都沿着如何缩小激光波长和增大镜头的数值孔径进行，使用短波长、高数值孔径物镜的蓝光光盘(blu-ray disc,BD)，可在一张单面单层的12cm光盘上存放15GB～27GB的信息。但由于受到光学系统衍射极限的限制，且目前对更短波长激光器和更大数值孔径透镜的实现成本和技术要求太高，其存储密度也已趋近于理论技术的极限。为了扩大容量及应用领域，基于双光子荧光的多维光存储技术应运而生。而对于大容量多维光存储材料的测试，是进入实用化之前首先要做的事情。测试结果反映了材料存储性质、制备工艺和成膜工艺的综合影响。

激光是一种电磁波，其表达式为：E＝E₀exp(ik·r-iωt+φ),其中E₀为振幅，k为光波波失，r为空间位置，ω为光波频率，t是时间，φ是光波相位。以上每个参量都可以作为光存储测试参数。但目前光存储测试系统大部分是针对蓝光光存储材料进行测试，测试波长单一，若使用其他波长，还需换激光器，测试系统复杂，无法实现多波长大容量多维度的光存储材料测试。

发明内容

针对现有技术和设备的局限，发明目的在于提出一种大容量多维光存储测试系统。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

大容量多维光存储测试系统，包括：飞秒激光器、滤波单元、第一反射镜、光强衰减器、第二反射镜、空间光调制器、光开关、4f系统、偏振单元、二向色镜、显微物镜、滤光片、聚焦透镜、多模光纤、雪崩光电二极管、第一信号传输线、数据采集卡、第二信号传输线、终端、第四信号传输线；所述光强衰减器用于衰减光强；所述偏振单元用于改变光的偏振方向；

飞秒激光器产生的高斯脉冲光输入到滤波单元，经滤波单元空间滤波后输入到第一反射镜，经过光强衰减器调控光功率大小，激光的偏振方向与格兰棱镜偏振方向一致；相位信息通过终端加载到空间光调制器上，旋转偏振单元可改变偏振方向，激光穿过二向色镜，再通过显微物镜聚焦于存储介质的指定位置；存储介质根据焦点处光开关的开关状态曝光存储信息；存储介质产生的双光子信号依次经过显微物镜、二向色镜、滤光片、聚焦透镜后、聚焦到多模光纤，由雪崩光电二极管收集；雪崩光电二极管收集的荧光信号转化为电信号，被数据采集卡采集，并将采集到的信号传输到终端，进行信息读取显示；所述第一信号传输线连接雪崩光电二极管与数据采集卡，用于传输雪崩光电二极管输出的电信号；所述第二信号传输线连接数据采集卡与终端，用于传递数据采集卡输出的电信号；所述第四信号传输线连接终端与空间光调制器，用于传输终端输出的相位信息。通过获取飞秒激光器输出的波长信息、空间光调制器加载到光斑上的相位信息、偏振单元将线偏振光变成圆偏振光的偏振信息，将传统光存储测试系统变成多维光存储测试系统，在存储介质(如金纳米棒)上的单个记录点上能够存储更多的信息，从而使得存储容量得到巨大提升。

优选的，所述光强衰减器包括二分之一玻片和格兰棱镜，光经过二分之一玻片后再经过格兰棱镜；或所述光强衰减器包括偏振片和格兰棱镜，光经过偏振片后再经过格兰棱镜；或所述光强衰减器为衰减片。

优选的，所述偏振单元为二分之一玻片或四分之一玻片或径向偏振转换器。