雙光子-共焦激光掃描熒光顯微鏡及其在三維光學(xué)信息存儲(chǔ)中的應(yīng)用.pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)信息存儲(chǔ)容量的要求越來(lái)越高.多層(三維)光學(xué)信息存儲(chǔ)作為一種提高信息存儲(chǔ)容量的手段受到人們的廣泛關(guān)注.該課題在國(guó)家自然科學(xué)基金(No.50275140)及"863"項(xiàng)目(MEMS 2003AA404050)資助下進(jìn)行.該文采用的三維信息讀寫方式分別為雙光子激發(fā)寫入和共焦顯微鏡讀出.由于雙光子吸收的非線性,采用雙光子寫入的方法可以避免層間的干擾,提高存儲(chǔ)密度.共焦顯微鏡作為一種具有三維分辨能力的讀出方式,同樣可以

2、避免層間信息的干擾,得到更高的信噪比.該課題主要研究成果包括以下幾個(gè)方面:首先,我們自行組建了適用于三維存儲(chǔ)和微細(xì)加工要求的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括:共焦光學(xué)讀出系統(tǒng),壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的掃描工作臺(tái),鈦寶石飛秒激光器,共焦顯微鏡控制器和相應(yīng)的軟件.實(shí)驗(yàn)表明整個(gè)系統(tǒng)工作良好.其次,采用上述的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),在一種新的光致色變材料中實(shí)現(xiàn)了十層三維信息的雙光子寫入,單光子共焦讀出.并對(duì)雙光子寫入的工藝參數(shù),共焦讀出的激光能量及其對(duì)數(shù)據(jù)破壞程度的關(guān)系等問(wèn)題進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研

3、究,為今后的三維存儲(chǔ)的實(shí)用化提供了依據(jù).再次,由于三維數(shù)據(jù)點(diǎn)存儲(chǔ)在介質(zhì)的內(nèi)部,因此在讀寫過(guò)程中激光需要經(jīng)過(guò)兩層不同折射率的介質(zhì).折射率的失配將影響物鏡焦點(diǎn)處激光光強(qiáng)的分布,進(jìn)而影響讀寫效果.該文從理論上和實(shí)驗(yàn)上分析了折射率失配對(duì)激光焦點(diǎn)處點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)的影響,并提出了一種新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析較好的吻合.最后,對(duì)三維數(shù)據(jù)的發(fā)展方向進(jìn)行了探討,多光子多焦點(diǎn)顯微鏡(Multifocalmultiphoton microsco