波导多层光卡的存储机理与关键技术

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1、波导多层光卡的存储机理与关键技术摘要三维光存储是数据存储领域一个重要的研究方向，本文研究了一种基于波导多层存储原理的波导多层光卡的相关理论和技术问题。通过对光卡漏光机理、光卡器件的制作、读出系统的研制等几方面的分析，阐述了波导多层光卡的存储机理和关键技术。本文介绍了几套可行的波导多层光卡制作方案及过程。实际采用单层写入，多层粘合的方式，完成了五层波导光卡的制作，并对他们的数据读出效果进行了实验观察。基于不同于现有光盘读出方式的侧面耦合及页面读出方案，我们设计开发了一套适合于波导多层光卡的全新读出系统，并分析了波导多层光卡读出系统对单元器件(包括光学系统、寻址器件、信号

2、读出与处理系统等)的基本要求。波导多层三维光卡利用波导缺陷的漏光效应读出数据，如何提高漏光效率，选择最佳参数制作光存储器件是波导多层光卡中一个重要的问题。根据波导多层光卡单元与光栅结构的类似性，我们提出了一种简化的一维光栅模型用于研究波导多层光卡器件的光传输及漏光机理，并结合传输线方程和微扰理论详细计算和分析了波导多层光卡的传播模式和辐射功率及不同光卡参数对它们的影响，得出了漏光效果与光卡材料折射率，信息坑深度，信道间距及占宽比之间的关系，从而为波导多层光卡器件的设计优化提供了基本的分析依据。关键词：多层光存储；波导多层光卡：数据记录；数据读出；器件制作；漏光机理：辐

3、射功率。波导多层光卡的存储机理与关键技术ABSTRACTTheopficaIthree-dimensionmemoryisanimportantresearchfieldofdatastoragearea．Thispaperstudiesthemechanismsandtechnologiesofopticalwaveguidemultilayercard(OWMC)，whichisbasedoDtheprinciplesofwaveguidemultilayerstorage．Thispaperintroducesseveralfeasiblewaystofabnc

4、metheOWMCdevice．Accordingtotheprocedureof‘‘monolayer-recordingandmultilayer-bonding'’，wemadefive-layeropticalcards，andobservedtheirdataread吨performances．Basedonreadingmethodofside-couplingandpage-reading，OWMCreadingsystemisdesignedandsomeconditionsaleanalyzedtomeetthedemandsofOWMCcompon

5、ents，includingthesub—systemsofoptics，addressing，readingandsignalprocessing．BecauseOWMCreadsdataviathelightleakageofwaveguidedefects,it’sveryimportantissuestoimprovetheleakageefficiencyandoptimizetheparametersofcardstructure．Accordingtothesimilaritybetweenmonolayerandgratingstructures，as

6、imple1·Dwaveguide-gratingmodelisproposedtoinvestigatethewavepropagationandlightleakageofOWMC．Ouranalysisisbasedonthetransmission-lineequationandperturbationapproach．Byusingthismethod，weanalyzedtheeffectsofstructureparametersontheOWMCperformances，obtainedtherelationsbetweentheleakageeffi

7、ciencyandtherefractiveindex，pitdepth，aspectratioandthespaceofsignaltracks．Itprovidesabasicanalysisfortheoptimizationoftheopticalwaveguidestoragedevice．Keywords：opticalmultilayerstorage，opticalwaveguidemultilayercard，datarecording，datareading，devicefabrication，lightleakagemechan