[发明专利]双光子双光束超分辨光存储材料读写装置和读写方法

说明书

一种双光子双光束超分辨光存储材料读写装置，包括光路和计算机，所述的光路由记录光路、读出光路和荧光收集光路组成：以及读写方法，本发明采用脉冲光诱导‑连续光抑制的淬灭记录方式，可以快速读取信息，同时解决材料记录和读取的问题，采用了淬灭记录，使得记录状态的稳定性大幅度提高，在超分辨写入时可以保证没有擦除效应，以及可以保持长时间的信息记录，获得更小的记录光斑和提高光盘的存储密度。

技术领域

本发明属于光存储技术领域，特别是一种具有光致变色特性材料的双光子双光束超分辨光存储材料读写装置和读写方法。

背景技术

传统的存储技术，受限于材料本身的物理极限和技术限制，所记录与读出光斑尺寸的大小也多在衍射极限附近，存储密度无法进一步提高，另外，现有光存储技术所用于刻录的光波长大多在紫外范围，而这种波长的光源成本较高，并且也无法得到衍射极限之下的光斑。光盘存储的存储量受到很大的限制。

双光子双光束超分辨光存储技术可以有效提高记录密度，其特点在于双光子吸收强度的空间分布更加集中，以及双光束过程，此外外围空心涡旋光可以有效抑制中心的非线性吸收作用，进而增加记录点的分辨率。

发明内容

本发明的目的是提出一种双光子双光束超分辨光存储读写装置与读写方法，可以同时利用双光子效应及双光束效应提高记录分辨率，并同时解决光致变色材料薄膜记录过程的擦除效应，在超分辨光存储和光刻领域有很大的应用价值。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是:

一种双光子双光束超分辨光存储材料读写装置，其特点在于包括光路和计算机，所述的光路由记录光路、读出光路和荧光收集光路组成：

所述的记录光路包括波长可调脉冲激光器，该脉冲激光器输出的激光经所述的第一光纤耦合器、第一翻转镜架输出脉冲光，该脉冲光经第二翻转镜架、第一声光调制器、第一扩束透镜组后作为中心诱导光；第一连续激光器输出的激光经第二光纤耦合器、第二声光调制器、第二扩束透镜组、第一涡旋相位片、第一反射镜、第一偏振分光棱镜、第一1/4波片后作为第一外围抑制光，该第一外围抑制光通过第一二向色镜与所述的中心诱导光合束形成记录光束，该记录光束经第二二向色镜、第三二向色镜、1/2波片、第三1/4波片和物镜后照射位于纳米位移台上的光存储材料薄膜,该光存储材料薄膜为光致变色材料薄膜，以下简称为样品；记录光路中包括淬灭荧光光路，所述光路包括波长可调脉冲激光器，该脉冲激光器输出的激光经所述的第一光纤耦合器、翻转镜架、第二反射镜、倍频晶体后输出倍频脉冲激光，该脉冲激光通过第三反射镜、翻转镜架、第一声光调制器、第一扩束透镜组后作为淬灭光，该淬灭激光经第一二向色镜、第二二向色镜、第三二向色镜、1/2波片、第三1/4波片、物镜后照射位于纳米位移台上的光存储材料薄膜，将荧光信息淬灭；

所述的读出光路包括第一连续激光器，该激光器输出的激光经所述的第二光纤耦合器、第二声光调制器、第二扩束透镜组，并通过计算机移除第一涡旋相位片，经过第一反射镜、第一偏振分光棱镜、第一1/4波片、第一二向色镜作为中心读出光；第二连续激光器输出的激光经第三光纤耦合器、第三声光调制器、第三扩束透镜组、第二涡旋相位片、第四反射镜、第二偏振分光棱镜、第二1/4波片后作为第二外围抑制光，该第二外围抑制光经第二二向色镜与所述的中心读出光合束形成读出光束，该读出光束经第三二向色镜、1/2波片、第三1/4波片和物镜后照射位于纳米位移台上的样品；

荧光收集光路为：纳米位移台上的样品产生的荧光经所述的物镜、第三1/4波片、1/2波片、第三二向色镜、聚焦透镜、光纤，输入单光子计数器；

所述的第一扩束透镜组、第二扩束透镜组、第三扩束透镜组是由一对正负透镜组成对光束进行扩束；

所述的计算机与所述的纳米位移台、第一声光调制器、第二声光调制器、第三声光调制器、第一涡旋相位片、第二涡旋相位片的控制端相连，所述的单光子计数器的输出端与所述的计算机的输入端相连。