近场光盘技术与超高密度集成光学头有源波导设计的研究

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1、华中理工大学博士学位论文摘要+慵息时代需要有高度先进的信息存储技术。在目前众多的新一代高密度存储技术中，近场记录光盘技术是一种性能优异、实用化前景看好的高速、海量存愦技术=f是信息存储前沿技术中的一个研究热点，目前国际上币大力进行研究和开发，J近场记录光盘技术涉及多个高精尖技术领域，其中近场集成光学头和超微有源波导是近场记录光盘驱动器的关键技术之一。本文在国内外有关研究和开发工作的基础上，研究了实现近场记录的技术方案，并对其中的关键技术一近场记录集成光学头有源波导的模式理论与设计方法进行了系统深入的研究

2、。锰第一章中讨论了近场光盘技术与传统光盘及相关新技术的关系，分析了近场记录光盘技术的实用化发展前景。第二章分析了国际上研究的两种近场记录光盘技术方案存在的问题．提出了以有源、无源波导结构为基础的波导锥尖近场记录技术方案及相关的四种可行的原理结构。分析了方案的可行性、优越性及各结构的特点。第三章针对所提集成光学头的四种原理结构，研究了有源波导的设计方法问题，并对微米级(发光层厚度)普通(不带量子阱)有源波导进行了设计和仿真计算以作为研究超微量子阱有源波导的基础。第四章主要研究目前文献中尚很少涉及的超微(发

3、光层厚度小于100纳米)量子阱有源波导的设计理论与方法。首先研究了在超微量子阱结构下有源波导中的能带结构、光子与电子相互作用和电光波导过程的理论及其对设计模型的影响。进而，研究了在超微结构下求解光波导方程、计算光限制因子、载流子吸收系数与光予跃迁率的方法。最后研究了高效的数值计算方法与自洽计算方法以利于进行仿真计算。上述研究工作共同为超微量子阱有源波导的设计与仿真研究奠定了基础。第五章在第四章工作的基础上解决了对超微量子阱有源波导设计极为重要的光发射因子、光增益等的计算问题。并根据近场光记录的技术特点，

4、建立了超微量子阱有源波导的设计模型和仿真计算方法。利用该模型与仿真方法研究了量子阱有源波导的主要结构参数(量子阱层数、有源层厚度、波导层厚度等)对主要性能(光电输出特性、近场远场分布、半幅宽、发散角等)的影响规律。在上述仿真研究的基础上讨论了可用于近场光记录的两种典型波导结构的设计方法。最后，用光电输出特性的实验结果和有关远场光场分布的测试结果与仿真计算的结果进行比较的方法，研究了所建立的超微量子阱有源波导的设计模型与仿真计算方法的可行性、有效性。卜、一关键词：近场光记录，光学头，超微有源波导，高密度存

5、储，量子阱，模式分析_=查塞丝堑塞兰堡鐾里塞鱼签登堂萎垒!塑!!竺塑!塑堕主塞!堕!!121墅≥墅壅墅

6、华巾理工大学博士学位论文f,-!!!!!!!!!!!!烹!，，!曼!，●，—_!蔓!竺!!!!!ABSTRACT+Theadvanceddatastoragetechnologyisimportanttoinformationera—Amongallsortsofsolutionsofhigh．densitystorage，nearfieldopticaldisctechnology(NFOD)ish

7、ighsDeedandmassstoragetechnologywithexcellentaptitudeandfuture，anditisthefocusofdatastorageresearchfieldinthepioneertechnology．Todaytheresearchinstitutesa11overtheworldarespeedingtheirresearchonNFOD．NFODisrelatedtomanyhightechnologyfields．ThedesignofNFOD

8、integratedopticalheadandDerformanceresearchonsupertinyactivewaveguideisoneofkeytechnologies．OnthebasisofrelatedcivilandinternationalresearchweresearchthedesignstorealizeNFOD．WealsocarryonthesystemresearchOnstructureanddesignofactivewaveguideinintegrateop

9、ticalheadofNFOD．InthechapteronewediscusstherelationamongNFODandconventionalopticaltechnologyandrelatedtechnology，andanalysisthepracticablefutureofNFOD．InthechaptertwoweanalysistheshortcomingoftwoexistingdesignsofNFODandpre