[發明專利]雙光子雙光束超分辨光存儲材料讀寫裝置和讀寫方法

有效

• 申請號: 201810311116.5
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108877844B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 劉鐵誠;阮昊
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G11B7/1365
• 分類號: G11B7/1365;G11B20/10;G11B27/26
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種雙光子雙光束超分辨光存儲材料讀寫裝置，包括光路和計算機，所述的光路由記錄光路、讀出光路和熒光收集光路組成：以及讀寫方法，本發明采用脈沖光誘導?連續光抑制的淬滅記錄方式，可以快速讀取信息，同時解決材料記錄和讀取的問題，采用了淬滅記錄，使得記錄狀態的穩定性大幅度提高，在超分辨寫入時可以保證沒有擦除效應，以及可以保持長時間的信息記錄，獲得更小的記錄光斑和提高光盤的存儲密度。

技術領域

本發明屬于光存儲技術領域，特別是一種具有光致變色特性材料的雙光子雙光束超分辨光存儲材料讀寫裝置和讀寫方法。

背景技術

傳統的存儲技術，受限于材料本身的物理極限和技術限制，所記錄與讀出光斑尺寸的大小也多在衍射極限附近，存儲密度無法進一步提高，另外，現有光存儲技術所用于刻錄的光波長大多在紫外范圍，而這種波長的光源成本較高，并且也無法得到衍射極限之下的光斑。光盤存儲的存儲量受到很大的限制。

雙光子雙光束超分辨光存儲技術可以有效提高記錄密度，其特點在于雙光子吸收強度的空間分布更加集中，以及雙光束過程，此外外圍空心渦旋光可以有效抑制中心的非線性吸收作用，進而增加記錄點的分辨率。

發明內容

本發明的目的是提出一種雙光子雙光束超分辨光存儲讀寫裝置與讀寫方法，可以同時利用雙光子效應及雙光束效應提高記錄分辨率，并同時解決光致變色材料薄膜記錄過程的擦除效應，在超分辨光存儲和光刻領域有很大的應用價值。

為達到上述目的，本發明的技術解決方案是:

一種雙光子雙光束超分辨光存儲材料讀寫裝置，其特點在于包括光路和計算機，所述的光路由記錄光路、讀出光路和熒光收集光路組成：

所述的記錄光路包括波長可調脈沖激光器，該脈沖激光器輸出的激光經所述的第一光纖耦合器、第一翻轉鏡架輸出脈沖光，該脈沖光經第二翻轉鏡架、第一聲光調制器、第一擴束透鏡組后作為中心誘導光；第一連續激光器輸出的激光經第二光纖耦合器、第二聲光調制器、第二擴束透鏡組、第一渦旋相位片、第一反射鏡、第一偏振分光棱鏡、第一1/4波片后作為第一外圍抑制光，該第一外圍抑制光通過第一二向色鏡與所述的中心誘導光合束形成記錄光束，該記錄光束經第二二向色鏡、第三二向色鏡、1/2波片、第三1/4波片和物鏡后照射位于納米位移臺上的光存儲材料薄膜,該光存儲材料薄膜為光致變色材料薄膜，以下簡稱為樣品；記錄光路中包括淬滅熒光光路，所述光路包括波長可調脈沖激光器，該脈沖激光器輸出的激光經所述的第一光纖耦合器、翻轉鏡架、第二反射鏡、倍頻晶體后輸出倍頻脈沖激光，該脈沖激光通過第三反射鏡、翻轉鏡架、第一聲光調制器、第一擴束透鏡組后作為淬滅光，該淬滅激光經第一二向色鏡、第二二向色鏡、第三二向色鏡、1/2波片、第三1/4波片、物鏡后照射位于納米位移臺上的光存儲材料薄膜，將熒光信息淬滅；

所述的讀出光路包括第一連續激光器，該激光器輸出的激光經所述的第二光纖耦合器、第二聲光調制器、第二擴束透鏡組，并通過計算機移除第一渦旋相位片，經過第一反射鏡、第一偏振分光棱鏡、第一1/4波片、第一二向色鏡作為中心讀出光；第二連續激光器輸出的激光經第三光纖耦合器、第三聲光調制器、第三擴束透鏡組、第二渦旋相位片、第四反射鏡、第二偏振分光棱鏡、第二1/4波片后作為第二外圍抑制光，該第二外圍抑制光經第二二向色鏡與所述的中心讀出光合束形成讀出光束，該讀出光束經第三二向色鏡、1/2波片、第三1/4波片和物鏡后照射位于納米位移臺上的樣品；

熒光收集光路為：納米位移臺上的樣品產生的熒光經所述的物鏡、第三1/4波片、1/2波片、第三二向色鏡、聚焦透鏡、光纖，輸入單光子計數器；

所述的第一擴束透鏡組、第二擴束透鏡組、第三擴束透鏡組是由一對正負透鏡組成對光束進行擴束；

所述的計算機與所述的納米位移臺、第一聲光調制器、第二聲光調制器、第三聲光調制器、第一渦旋相位片、第二渦旋相位片的控制端相連，所述的單光子計數器的輸出端與所述的計算機的輸入端相連。