(光存储原理与应用)复习

祝大家考试顺利， 假期愉快！
三、数字式纵向电光调制器及其工作原理此时用不用四分之一波片， 为什么？
TIo Ii
si2n2si2n2V V
上述电光晶体和双折射晶体就构成了一个一级数字扫描器， 入射的线偏振光随电光晶体上加和不加半波电压而分别占据两 个“地址”之一，分别代表“0”和“l”状态 。
第四章 海量光存储技术
• 数字式光存储的本质 • 给定光学原理设计信息读写光学系统
临界角棱镜法
（a）正焦 （b）近焦 （c）远焦
当光正好聚焦在光盘上时，反射光是平行的。 如果正焦时的平行光恰好以临界角入射，则两部分光都全 反射，探测信号差值为零。 离焦后，反射光不再平行，而是发散或者会聚，那么比如 有部分反射光小于临界角，将被折射。因此，可根据探测 器两个探测元，探测后的信号做差值，来判断反射光是会 聚还是发散，即判断是近焦还是远焦。
电光模拟扫描
{ a r c s i n [ ( n 0 n ) s i n ] } [ a r c s i n ( n 0 s i n ) ] n
上 下 n 上 n 下 n 0 36 3 E z
电光数字式扫描
由电光晶体和双折射晶体组合而成，其结构原理如图所示。
注意思路：要分辨近焦、正焦和远焦三 个状态，只要能找到一种物理机制与三 个物理现象一一对应即可
像散法调焦
电路实现：利用四象限探测器和差动放大器
+
AB DC
I (Focus Error Signal)
FES = (A+C) - (B+D) = 0（焦面）
<0 近焦
>0 远焦
刀口法
这种方法是在检测透镜 DL的后焦面设置一个” 刀口“，并在其后放置 二分立光点探测器。如 图所示。当光盘位于正 确聚焦位置时，刀口对 反射光束没有影响，亮 分立探测器上两个部分 的光强分布相同。当光 盘远焦时，刀口挡住一 部分光，如图(b)、(c)所 示，因此可以从二象限 光电探测器上检测出误 差信号，并可判断出正 负方向。
考试题型
• 简答（或分析）题：两道，共30-35分 • 综合运用题：65-70分，围绕同一系统，共
5-6个小问 • 附加题：1道，30分，综合设计，给定未知
原理，设计光存储系统，考察联想及专业 知识灵活运用能力，课件中无答案
• 要求：（1）答题简练，不需大段文字，只 要要点对即可；（2）题目不需死记硬背， 只要理解正确即可
聚焦驱 动方向
循迹驱 动方向
循迹搜索
轴向聚焦伺服系统：
主轴电机
光盘
物镜 驱动 聚焦线圈
驱动电路
激光二极管 聚焦伺服 柱面透镜
驱动信号
光敏二极管 聚焦误差
播放光盘时，驱动信号进入驱动电 碟片机通过调由整当于聚出机焦现械镜误头差使时，激，光光路迅盘束驱速盘的动调面聚主整相焦轴物对点电镜于跟机，激踪带实光光动现头盘光焦会盘盘点有面旋跟上变转踪下化偏摆
REFERENCE BEAM LENS
MIRROR STRIPS
MIRROR
LENS
CRYSTAL
LENS
HOLOGRAM READER
在全息存储系统里，激光被分为两束 ，一束用
于调制信号，一束平行光作为参考光，两束光干 涉将信息记录在全息媒介里。
第三章 扫描与调制要点
• 常用于光电系统扫描与调制的基本原理 • 电光模拟扫描与数字扫描 • 电光模拟式调制及数字式调制
光存储原理与应用
复习
新课推荐：光电信息系统综合设计
• 光电信息工程专业唯一的一门综合设计课 程
• 旨在锻炼毕业设计应具备的基本能力 • 讨论式教学，共分专业知识专题补充 、创
新思维模式培养 、光电信息系统综合案例 、 创新创业能力培养 和常用光电系统设计方 法培养 五个模块。 • 考虑大四实际情况，不考试，交一篇论文 给分，无平时作业，针对课上讨论给平时 成绩。
第五章 光存储电路控制
• 光存储电路控制部分功能 • 光存储电路设计一般理念
六象限探测器及信号处理
E-F =0?
No循迹误差信
号放大器
A+B+C+D
预放大， 主轴电机
预处理
驱动电路
（A+C）-（B+D）
聚焦误差 放大器
聚焦驱 动电路
聚焦搜索
循迹线圈 驱动电路
聚焦 传动
循迹 传动
主轴电机驱 动光盘旋转
光盘存储基本原理
物镜 反射镜
光盘 ¼ 波片
偏振分 光镜
相位光栅
起偏器 整形棱镜
准直系统 半导体激 光器LD
柱面镜 象限探测器
高斯 光
平行 光
激光准直
光束棱镜整形系统
放大率M
当使用K9玻璃做棱镜时
会聚物镜Байду номын сангаас学设计
• 像差矫正：球差、 慧差、像散等与点 聚焦特性相关的
• 最终波像差数值极 小：难易？（相对 孔径的影响）
光轴
S上加半波电压则 光线在紫色位置， 不加电压则在红色 位置，实现从红色 到紫色的跳变式扫 描
图中S为KDP晶体，B为方解石双折射晶体（分离棱镜），它能使线偏振
光分成互相平行、振动方垂直的两束光，其间隔 b为分裂度，为分裂角（也
称离散角）。
10 1 01 1 11 0
二、电光强度模拟信号调制
猜测1/4波片的作 用
设计实例1：传统光盘
设计实例2：全息存储
设计实例3：双光子存储
设计实例4：蛋白质存储
设计实例5：磁光存储
• 磁光克尔效应：入射的线偏振光在已磁化的物质 表面反射时，振动面发生旋转的现象，1876年由 John Kerr发现。克尔效应在表面磁学中的应用， 即为表面磁光克尔效应。
图1 表面磁光克尔效应原理
第二章 全息光存储：要点
• 全息光存储为什么被普遍认为是下一代光 存储首选技术
• 典型全息光存储系统
全息存储
SPATIAL-LIGHT MIRROR MODULATOR
BEAM SPLITTER LASER
LENS LENS
SCANNER ASSEMBLY
MIRROR OBJECT BEAM
BEAM SPLITTER
三光束法
在原像散法四象限探测器基 础上如何改进，融入三光束 径向聚焦伺服的检测？
正确跟踪 TES = 0
错误跟踪 TES = 小于或大于零
AB
F
E
DC
+
I
FES
+ TES
I
• 轴向伺服：(A+C) - (B+D) = FES • 径向伺服：E - F = TES • 数据信号检测：A + B + C + D