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成果名称：蓝光大数值孔径超分辨率存储光学系统
申请单位：清华大学
鉴定编号：鉴字[教NP2004 ]第013号
鉴定日期：2004年6月30日
学 科：09仪器仪表
成果简介：
“蓝光大数值孔径超分辨率存储光学系统”是国家973项目《新型超高密度超快速光信息存储与处理的基础研究》的第三子课题“光子双稳态多波长高分辨率存储机理研究”（课题编号为G1999033003）中的重点研究内容之一。超分辨率技术是在同样数值孔径下，进一步缩小光盘记录符尺寸，提高光盘存储密度，增大光盘存储容量的有效途径之一。另外，蓝光光盘存储（Blue-Ray Disc）也是继DVD之后下一代光存储的基本换代技术。为使“973”基础研究成果得以实际应用，特别对多波长多阶存储系统中波长最短的405nm蓝光系统进行改造，设计成独立的蓝光大数值孔径超分辨率存储光学系统，主要内容包括：
在大数值孔径物镜传统设计思路的基础上，充分利用不晕球的特性，采用一个由四片镜片组成的光学结构，成功地设计出数值孔径NA=0.95，且象差校正良好的蓝光聚焦透镜。其重量小于10克，自由工作距离大于0.2mm。
采用特殊的光学整形和准直装置——二级准直结构，使激光光斑的质量获得显著改善，有效的拦截了高频杂散光，减小了光学系统的像差；对激光器进行会聚后再进行拦截，使半导体激光器发出的激光能量损失较小。
通过引入相移变迹器，改变聚焦光束的空间位相和强度分布，从而改善光学系统的传递函数，获得超越光学衍射极限的微小光斑。此外，采用气动调焦闭环控制方案，通过探测气体喷嘴和盘片之间的间隙获取反馈信号，从而精确探测聚焦误差（FE）信号；该信号经过放大后通过校正网络和功放环节，驱动压电陶瓷，控制物镜距离盘片的间隙，比传统的光电式自动调焦对主光路的干扰小，可用于200nm量级的刻录实验。
该方案的特点是：
1、与传统的光盘系统相比，系统结构改变不大，可与现有的标准光存储系统兼容，并且更容易实现实用化。
2、使用蓝光半导体激光器作为光源，并设计专用电路实现蓝光激光器的脉冲调制和功率控制。
3、0.95大数值孔径聚焦透镜的设计和应用，良好的校正了像差。
4、相移变迹技术的使用，进一步提高系统分辨率。
系统聚焦光斑大小：223nm
聚焦透镜数值孔径：0.95
聚焦物镜工作距：>0.2mm
聚焦物镜重量：<10g
蓝光大数值孔径超分辨率存储光学系统具有独创性、总体技术达到国际先进水平，易与现有的标准光存储系统兼容，容易实现实用化，为中国蓝光超分辨光存储产业发展开辟了一条具有自主知识产权的发展道路。
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