[发明专利]一种多维光存储光盘及其数据读出方法

说明书

技术领域

本发明属于光电信息存储技术领域，具体涉及一种多维光存储光盘的盘片制备及其数据读出方法。

背景技术

自从1960年查尔斯·H·汤斯发明了激光(laser)以来，光存储便真正的进入人们的生活之中。光存储的原理是将激光聚焦到其衍射极限，在存储介质上形成光学记录位，激光衍射极限满足以下公式：

D=1.22λNA]]>

其中λ为激光波长，NA为聚焦镜头数值孔径。几十年来，光存储技术的发展都延续着如何减小激光波长λ和增大镜头数值孔径NA来进行，CD(λ＝780nm，NA＝0.45，容量0.7GB)；DVD(λ＝650nm，NA＝0.6，容量4.7GB)；Blue DVD(λ＝405nm，NA＝0.85，容量25GB)。然而在信息存储容量高速发展的今天，传统光存储已经无法满足信息的快速增长，所以超大容量光盘对未来影像三维化和备份信息海量化的需求有着极其重要的意义。

现今超高密度光存储技术发展的主要方向有近场超分辨光存储和全息光存储。其中近场光存储技术是基于超衍射分辨近场光学原理，在盘片中距记录层10-20nm左右处加掩膜层，基于近场增强效应跟近场表面等离子体效应，掩膜层在激光照射下产生纳米尺寸隐失场，在近场区域内所产生的光斑直径要小于衍射极限分辨尺寸，从而实现近场超分辨记录，单片存储容量达300GB，但该方法信噪比较低、读出稳定性差、高速旋转的记录盘片与近场光学头的距离难以控制等等问题一直难以彻底解决；全息光存储技术是基于双光束干涉原理，利用高密度空间光调制器(SLM)和CCD光电探测器阵列，将信息以衍射图的形式记录在存储介质当中，其单片存储容量可达TB级别，但是该方法难以向下兼容、系统成本太高、且依赖于材料、探测器阵列等等一系列其他技术领域的发展，所以现今其产业化和市场化仍然困难重重。

因此，目前迫切的需要一种超大容量、兼容性能好、系统构造简单有效的光存储技术来填补军事国防、金融等方面对超大容量光盘的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种多维光存储光盘，该方法能够在现有尺寸的光盘上实现TB级别的信息存储容量，且在此光盘的盘片制备方案基础上的信号读出光路调节简单，各自由度误差范围相比较现有技术而言较为宽松。

本发明的另一目的在于提供一种基于上述多维光存储光盘的数据读出方法。

一种多维光存储光盘，包括盘片，其特征在于，在盘片上加工有不同深度和角度的记录坑，记录坑内沉积有对不同波长的敏感度不相同的多波长读写材料。

进一步地，所述多波长读写材料为对不同波长的光敏感程度不一样的光致变色材料。

进一步地，所述记录位坑深度范围为λ为蓝光波长。

进一步地，所述记录位坑转角范围为0～90°。

一种基于所述多维光存储光盘的数据读出方法，具体为：将不同波长的混合激光聚焦到光盘上不同深度和角度的记录坑，接收各记录坑的反射光，依据各记录坑反射光的相位识别记录坑深度，依据各记录坑反射光的偏振识别记录坑角度，依据各记录坑对不同波长激光的反射光幅值大小对激光排序，结合记录坑深度、记录坑角度和激光排序结果对光盘存储数据进行解码。

本发明的技术效果体现在：

激光为一种电磁场，而电磁场表达式为：

其中为振幅，为波矢，为空间量，w为频率，t为时间，为相位。

上述每个参量均可作为光存储信息的域参数进行信息的读写。通过对记录坑形状的改变来调制激光的各种域参数，在单记录位上利用多个域参数实现多维存储的功能，以成倍的提高存储容量。

在记录层上利用电子束光刻出不同深度、不同转角的记录坑以制作母盘，再利用标准光盘复制工艺制作光盘盘片。在上述盘片上再沉积多波长读写材料。利用不同波长的激光聚焦在记录坑上，其反射光场的幅值、相位、偏振态均受到记录坑的调制。