1 常州工学院 电气与光电工程学院, 江苏 常州 213002
2 中国科学技术大学 精密机械与精密仪器系, 安徽 合肥 230026
飞秒激光三维光存储是实现高密度和超高密度光存储的重要方法之一。对一种新的微爆材料(以PMMA为基质掺杂Sm0.5Ce0.5(DBM)3Phen染料) 的吸收光谱进行了测量和分析, 以波长为514.5 nm的激光作为激光光源获得了激发前后的荧光光谱, 以800 nm飞秒激光作为激发光源得到激发前后的电子旋转共振光谱特性, 并分析了不同激光脉冲能量下存储数据点尺寸和存储点读出灰度值的变化情况, 并实现了该材料的飞秒激光四层光信息存储, 点间距为4 μm, 层间距为16 μm, 实验结果表明: 这种材料可以很好地应用于三维光信息存储。
三维光存储 微爆 飞秒激光 three dimensional optical storage micro explosion femtosecond laser 红外与激光工程
2018, 47(11): 1106010
1 常州工学院 光电工程学院，江苏 常州 213002
2 常州现代光电技术研究院，江苏 常州 213002
3 常州市光电子材料与器件重点实验室，江苏 常州 213002
4 上海大学 机电工程与自动化学院，上海 200072
飞秒激光微加工中焦点光斑横向光场的分布直接影响到激光微加工的精度、分辨率和表面粗糙度等。利用激光束空间整形技术对激光束聚焦光斑进行调制，基于横向超衍射理论和优化算法进行了研究和分析，完成了一种0-π结构四环横向相位板的设计。该相位板归一化半径为r1=0.16、r2=0.27、r3=0.49，获得的峰值能量S、焦斑尺寸GT、旁瓣能量MT分别为0.38、0.74、0.20。并且基于该相位板在激光微加工系统中进行了一种光致变色材料的相位板加入前后的对比加工实验，实验结果表明，在飞秒激光微加工系统中使用这种相位板可以有效地减小加工点的尺寸大小。
横向超分辨 飞秒激光 微加工 transverse superresolution femtosecond laser microfabrication
1 常州工学院 电气与光电工程学院, 江苏 常州 213002
2 常州现代光电技术研究院, 江苏 常州 213002
为了使三维光存储技术的应用水平得到提高, 以DVD伺服技术、双光子吸收技术为基础组建了一套信息存储系统。针对DVD光学读取头系统, 采用RBF神经网络自适应PID控制器进行控制, 充分利用RBF神经网络的自学习和全局非线性逼近能力, 在线调整修正PID控制器的3个参数, 使其达到一种最优控制, 并通过MATLAB软件进行了计算机仿真。由仿真结果可以得出: 通过应用RBF神经网络自适应PID控制算法, 系统单位阶跃响应的调整时间为0.25 s, 并使系统的超调量降低到几乎为零。
DVD光学头 RBF神经网络 PID控制器 自适应 非线性逼近 DVD pick-up head RBF neural network PID controller self-adaptive nonlinear approximation
1 常州工学院 光电工程学院,江苏 常州 213002
2 南京理工大学 机械工程学院,南京 210094
搭建了一套基于DVD聚焦循道伺服技术和双光子吸收三维光存储技术的双光头三维光盘存储系统。针对DVD光学读取头传递函数,采用BP神经网络自适应PID控制算法,构建PID控制系统仿真模型,通过BP神经网络的超强自学习和非线性逼近能力在线调整PID控制器参数,并进行计算机Matlab仿真。仿真结果表明,BP神经网络自适应PID控制算法提升了系统的响应速度,减小了系统的超调量。
DVD光学头 BP神经网络 PID控制器 自学习 非线性逼近 DVD pickup head BP neural network PID controller selflearning nonlinear approximation
1 常州工学院 光电工程学院, 常州 213002
2 常州现代光电技术研究院, 常州 213002
3 常州市光电子材料与器件重点实验室，常州213002
为了提高激光微加工质量，对激光焦斑进行整形，采用菲涅尔衍射公式进行了理论分析，基于遗传算法和设计约束条件通过Matlab设计了两种二元相位元件，0-π结构四环相位板的归一化半径尺寸r1=0.15、r2=0.70、r3=0.81，非0-π结构四环相位板的归一化半径尺寸为r1=0.25、r2=0.498、r3=0.652，从内到外各环对应的相位为2.879、3.087、0、3.012，采用这两种位相板调制后的纵向光斑大小可压缩至艾丽斑的76%和75%，峰值能量比分别为0.39和0.42，旁瓣能量分别为0.64和0.41，这两种相位板均可应用于飞秒激光微加工。
微加工 轴向超分辨 相位板 飞秒激光 优化算法 microfabrication axial super-resolution phase plate femtosecond laser optimization algorithm
1 常州工学院 光电工程学院,江苏 常州 213002
2 中国科学技术大学 精密机械与精密仪器系,合肥 230026
为了实现三维光信息存储的实用化, 在三维光盘存储实验系统的基础上, 改进、设计出了一种可用于三维数据存储的单侧读写光学头。对光学头进行了光学和控制系统的设计, 利用专门设计的耦合分光棱镜进行光束耦合和分离; 采用双音圈电机控制透镜的方式实现数据的选层; 进行了聚焦伺服系统的建模和仿真。结果表明双光束焦点同步误差保持在±3μm之内。
光存储 DVD光头 伺服控制 optical storage DVD pick-up head servo control
常州工学院 光电工程学院，江苏 常州 213002
飞秒激光三维光存储是实现高密度光存储的重要方法。为了提高飞秒激光三维光存储技术的实用化，基于DVD聚焦、循道伺服技术搭建了一套飞秒激光三维光盘存储系统。针对DVD光学头建立音圈电机电气模型，并通过典型二阶系统参数计算可获得详细的光头传递函数。针对DVD光学头传递函数，采用模糊PID算法，构建模糊PID控制系统的仿真模型，通过模糊控制规则在线对PID参数进行整定，并进行计算机Matlab仿真。仿真结果表明：模糊PID控制算法可使系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态误差等达到系统性能指标的要求。
三维光存储 DVD光学头 模糊控制 PID控制器 3D optical storage DVD pickup head fuzzy control PID controller
1 常州工学院光电工程学院, 江苏 常州 213002
2 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系，合肥 230026
为实现三维光存储中折射率失配引起的球差补偿，建立了光学存储系统模型，获得了折射率失配引起的波前偏差函数与存储深度的表达式.采用泽尔尼克循环多项式对波前偏差函数进行补偿展开.在双光子荧光和单光子共焦荧光读出方式下，均可获得读出荧光强度与存储深度的关系:在折射率失配引起的球差未得到补偿矫正的情况下，存储深度在200 μm左右读出荧光强度基本上下降为零；当折射率失配引起的初级球差被补偿矫正后，读出荧光强度随存储深度的下降得到较好改善；当折射率失配引起的二级球差被补偿矫正后，存储深度在1 mm内存储点强度随深度基本上没有明显地变化.并且对像差补偿方法进行了具体地分析.
信息光学 三维光存储 球差补偿 折射率失配 Information optics Three-dimensional optical data storage Compensation of spherical aberration Refractive index mismatch
中国科学技术大学,精密机械与精密仪器系,安徽,合肥,230027
为了获得太阳电池的Ⅰ-Ⅴ特性曲线及特性参数,利用Visual C++语言开发出基于Windows平台的太阳电池测试软件系统,并对基于补偿原理的Ⅰ-Ⅴ测试电路参数匹配进行了详细分析.电路中串联电阻及桥式直流电源对电池的暗特性影响变化不大,但可使光特性Ⅰ-Ⅴ曲线发生显著变化.通过参数匹配的调整与优化,测量数据与电池的标准数据基本吻合,其误差仅为1%～2%,表明该测试软件系统满足实际使用要求,为电池性能分析提供了准确的依据.
太阳电池 测试系统 Ⅰ-Ⅴ特性曲线 参数匹配
中国科学技术大学,精密机械与精密仪器系,安徽,合肥,230027
为了实现双光子多层数据存储系统的实用化,利用现有DVD高精度聚焦、循迹伺服技术,构建了共焦双光头多层数据读写系统,实现读写焦点在三维存储材料中的精确定位.同时由D/A输出选层信号控制音圈电机,实现了层间跳转,达到了多层读写之目的.本文通过建立光学头的音圈电机模型以及音圈电机控制器模型,实现对共焦双光头多层存储系统的建模与仿真,并给出已有的实验结果.
光存储 三维数据存储 光拾取头 音圈电机 DVD
