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[硕士论文] 刘鹏飞
光学 北京工业大学 2009(学位年度)
摘要:对于一种新型的体全息存储材料,全面测试其光学全息性能是十分必要的。但目前国内外关于光致聚合物的研究报道中,主要是围绕材料的一个或几个性能指标进行实验测试,还没有一套针对光致聚合物材料的全面的性能测试方法和小型化的测试系统,本课题完善了光致聚合物性能的光学全息测试指标和方法,在自主研发新型光致聚合物材料的基础上,分析了光致聚合物记录机理,搭建一套评价光致聚合物材料性能的小型测试系统并运用该系统对新型光致聚合物材料进行了大量的、全面的测试,最后结合光致聚合物材料的组份和制备工艺详细评价了其光学全息性能。这些对材料制备、优化记录条件,提高材料性能等都具有重要意义。 本文内容共包括五章: 第一章为绪论。 第二、三章是本论文工作的理论基础部分,其中第二章主要介绍体全息存储的基础理论,体光栅的记录和再现,根据Kogelnic的耦合波理论得到的体光栅的角度选择性及衍射效率。第三章详细说明了光致聚合物的组成和记录机理,介绍了光致聚合物中光栅形成的简化扩散模型。本章还修正和详细总结了光致聚合物材料全息存储的性能评价指标体系。 从第四章起是本课题的主体工作。第四章首先介绍了本文实验材料——新型蓝绿敏光致聚合物材料。接下来详细介绍了双光源光致聚合物光学全息性能测试系统的设计和实现,包括系统设计方案、主要实验设备介绍,并分单元描述了该系统的光路设计。最后将这些分立的模块整合起来,实际设计搭建了一套双光源光致聚合物光学全息性能测试系统。另外使用本测试系统,对光致聚合物简化扩散模型中的光反应数量级进行了拟合。 第五章运用上述搭建的双光源光致聚合物光学全息性能测试系统,对新型光致聚合物材料进行了全面的性能测试。并结合光致聚合物材料的组份和制备工艺从最大衍射效率、灵敏度、体积收缩率、信噪比损失和老化实验等实验指标详细的比较和分析了材料的优劣,归纳总结出最适宜制作光致聚合物材料的组份。 最后是总结本论文研究所取得的成果,并提出今后的研究方向。
[博士论文] 岳宏达
精密仪器及机械 清华大学 2003(学位年度)
摘要:染料旋涂是可写光盘(仅指CD-R/DVD-R)复制生产的核心工艺,对其工艺理论的研究涉及到粘性流体动力学、薄膜光学和光谱化学等多学科专业知识。染料溶液在可写光盘基片上的流动受到离心力,科氏力,重力,风剪切力,粘性力,表面张力,溶剂挥发,表面滑移等多种力和作用的影响。由于模型差异,一般工业旋涂理论不适合分析染料旋涂工艺。旋涂液在具有亚微米尺寸形貌的旋转基片上流动机制研究是旋转圆盘系统理论的重要前沿,同时也为高密度、超高密度可写光盘高质量复制工艺提供理论参考。本论文主要内容有: 利用粘性流体力学中旋转圆盘系统理论在旋转参考系上建立具有普遍意义的旋涂动力学方程。建立旋涂液在可写光盘基片表面上的流动力学模型,考虑表面张力对运动方程的影响和表面滑移效应对边界方程的影响,推导出牛顿流体在具有亚微米尺寸微观形貌基片上旋涂的控制方程。并且分析薄膜表面风剪切力对染料旋涂的影响。 将基片表面形貌影响简化为流体流动中所受到的动压力阻力,推导出宏观膜厚演变公式,并利用旋涂实验进行验证。在理论仿真基础上,修正Meyerhofer挥发理论中临界点位置,分析溶剂挥发对旋涂的影响,结合实际生产工艺建立三步简化旋涂模型。利用陡度反正切函数曲线模拟基片表面微观形貌及染料薄膜表面分布,利用五个特征断面间能量守恒和流量守恒分析微观膜厚分布。 基于实验建立了光密度曲线模型,利用四个特征点、三个特征线段、两个特征效应描述和分析旋涂工艺,并提出闭环生产控制模型;利用光学多层薄膜理论研究染料层光学特性,作出n-k-T、n-k-R、n-k-A仿真曲线,为染料材料研发提供依据;分析不同波长测试的光密度和膜厚的线性相关度,提出可写光盘岸上膜厚和槽内膜厚设计原理;依托实际生产线,进行大量离线和在线工艺实验,并利用光密度曲线模型对旋涂的3个恒速阶段、3个加速阶段、1个减速阶段及10个工艺参数进行分析。
[硕士论文] 徐建斌
光学 河南大学 2011(学位年度)
摘要:光致聚合物材料具有衍射效率高、感光灵敏度高、折射率调制度大、成本低廉、制作简单等优点,这使其成为人们研究光全息存储材料领域中的重点和热点,同时光致聚合物也被认为是最有前途和最先被用作全息存储的介质,目前在高密度全息存储研究方面,越来越多的科研人员和机构开始关注光致聚合物材料的研究并取得了丰富的成果。
   本文在总结光致聚合物材料的研究现状的基础上,制作几种宽带敏感的光致聚合物样品,并对它们的光化反应动力学过程进行了一定研究:
   1.分别合成了VB2敏化的光致聚合物(样品1),VB2与AzureⅠ共同作为光敏剂敏化的的光致聚合物(样品2),VB2与AzureⅡ共同作为光敏剂敏化的的光致聚合物(样品3),并分别测试了三种样品的吸收谱线。
   2.测试了VB2敏化的光致聚合物(样品1)不同染料浓度下的衍射效率以及透过率实验数值,并对透过率实验数值进行了曲线拟合。通过拟合曲线,得出了不同染料浓度下VB2敏化的光致聚合物的光漂白速率常数kp、摩尔吸收系数ε、量子产率φ、散射损失相关系数Tsf的具体数值,并对其变化规律进行了讨论。
   3.测试了VB2和AzureⅠ共同敏化的光致聚合物(样品2)不同膜厚度下的透过率实验数值,并对实验数值进行了曲线拟合。通过拟合曲线,得出了不同膜厚度下VB2和AzureⅠ共同敏化光致聚合物的光漂白速率常数kp、摩尔吸收系数ε、量子产率φ、散射损失相关系数Tsf的具体数值并对其变化规律进行了讨论。
   4.测试了VB2和AzureⅡ共同敏化的光致聚合物(样品3)不同曝光强度下的透过率实验数值,并对实验数值进行了曲线拟合。通过拟合曲线,得出了不同曝光强度下VB2和AzureⅡ共同敏化光致聚合物的光漂白速率常数kp、摩尔吸收系数ε、量子产率φ、散射损失相关系数Tsf的具体数值并对其变化规律进行了讨论。
   5.测试了VB2和AzureⅡ共同敏化的光致聚合物(样品3)不同曝光波长的透过率实验数值,并对实验数值进行了曲线拟合。通过拟合曲线,得出了不同曝光波长下VB2和AzureⅡ共同敏化光致聚合物的光漂白速率常数kp、摩尔吸收系数ε、量子产率φ、散射损失相关系数Tsf的具体数值并对其变化规律进行了讨论。
[博士论文] 曾鹏飞
物理学 上海交通大学 2016(学位年度)
摘要:受益于高方向性、高亮度的激光光源,在进入21世纪后光学信息存储获得飞速的发展并正式步入实际应用范畴。相比于磁存储和半导体存储,光存储具有更高的存储密度和信噪比并且可以重复擦写等优势,顺应时代的潮流,具有不可估量的应用前景。近年来,有机高分子材料在光学逻辑、光学存储、光纤通信、光限幅以及光学显微等方面都表现出了广阔的应用价值,相比于无机材料材料来说这类材料非线性系数更好、非线性响应速度更快、光学损伤阈值更高且分子结构容易根据实际需求而修改等优势,因此正式步入光学应用的黄金期后,有机高分子材料的研究获得了急速的发展。其中最为典型的类光学材料便是偶氮聚合物材料,当出现吸收带内的强激光泵浦下,偶氮材料具有出色的光致各向异性,使得该类材料在光学存储应用方面有着很大的应用前景。另外,双光子荧光成像技术由于双光子荧光的非线性本质具有强穿透力、很强的选择激发性、高横向及纵向分辨率并且降低生物组织对激发光的吸收和散射等特点,因此针对双光子荧光的调控技术对双光子荧光应用来说是有趣并且具有广泛的应用前景。在本论文中,我们运用偶氮聚合物材料优秀的光致各向异性以及一类 D-π-A材料优异的双光子荧光效应对非线性光学应用以及双光子荧光偏振调制进行了一系列的研究。
  第一章,描述了信息存储的研究史,其中重点介绍了光信息存储技术的发展史,对现阶段应用较为广泛的的全息存储与偏振全息光存储的存储机理和特点进行了简单的描述,并且分析了相比于普通的全息存储,偏振全息存储的优势及应用前景进而引出本论文中最重要的研究材料:偶氮材料,随后介绍了含偶氮功能团材料的结构特征和光致各向异性。最后对双光子荧光的应用发展进行介绍,分析了双光子荧光在应用中的优缺点及发展瓶颈。最后引出本文的创新点并概述了本文的主要提纲。
  第二章,研究了偶氮聚合物材料的光致双折射性质,并对实验结果进行了理论分析。结果表明在室温下偶氮侧链液晶材料样品的双折射存储非常稳定,在关闭泵浦光后会弛豫到一稳定数值并且长时间保持不变,是一种非常适合进行偏振全息存储的材料。并且研究了外界条件(泵浦光强和温度)对材料光致双折射的影响,发现改变泵浦光的强度或者材料样品温度能有效的控制光致双折射值的大小,文中对其机理进行了讨论。
  第三章,基于偶氮液晶材料物材料的光致各向异性,我们在材料薄膜中完成了线以及圆偏振全息光栅的记录并对所记录的偏振全息光栅的偏振转换特性进行了详细的实验研究和理论推导。此外,采用二次曝光的方法在样品的同一个点上记录了两个不同的圆偏振全息光栅,并对其偏振转换特性进行了研究。通过理论计算和实验结果,发现记录的二次曝光的偏振全息光栅并非是两个单独光栅的简单的叠加,其偏振转换特性有了一定的变化。最后利用二次记录的偏振全息光栅进行了图像的存储与调控,实现对图像光强、形貌及偏振态的实时控制。
  第四章,作为光学领域的一个重要分支,光学逻辑运算具有着高度的互联性与并行性、高传递速度以及高开关速度等优势,本章中,我们利用偶氮材料光致双折射对线-圆偏振光的不同响应实现“与”、“或”、“异或”等全光逻辑门。另外,利用二次曝光的偏振全息光栅实现光学逻辑运算中的加法和减法,并且完成“或”和“异或”的光学逻辑门的实验设计。
  第五章,本章中,我们对两种有机高分子材料的双光子荧光进行了测量并对它们的荧光偏振调制特性进行了研究,实验中发现,这两种D-π-A型荧光材料具有优异的双光子荧光效应,并且它们的双光子荧光强度受到泵浦光的偏振调制并且与其调制特性激发光的线偏振组分紧密相关,且改变一些外在因素双光子荧光的偏振调制效率也会产生改变。结合分子聚合以及激发态吸收的特性,对双光子荧光偏振调制效率的变化进行了详细的讨论。
[硕士论文] 严晓飞
软件工程 西安电子科技大学 2007(学位年度)
摘要:近些年来,伴随着生活水平的提高,人们对视频和音频信息的需求愈来愈强烈。而日益丰富的集音频、视频、图像、文字、数据为一体的多媒体信息,也使得越来越多的人开始享受到生活的乐趣。因此,对以视频为主的多媒体技术的研究逐渐成为了人们关注的焦点,在这之中,数字电视(包括HDTV)、DVD压缩与存储、视频会议等多媒体的应用都是研究热点,也是多媒体技术的一个发展方向和趋势。这其中的一个关键技术就是视频压缩技术,这也促使了许多视频编码标准的产生。 H.264/AVC是由国际电信联盟(ITU)和国际标准化组织(ISO)共同制定的新一代视频编码标准。该标准采用了一系列先进编码技术,在编码效率、网络适应性等诸多方面都超越以往的视频编码标准,代表了未来多媒体数据压缩编码的发展趋势.及时跟踪和掌握H.264/AVC的核心技术,并结合实际应用在某些关键方向上有所创新和发展(解码性能),是一项很有价值的工作。在解码方面,H.264的JM模型虽然经过了几次改动,并且每次改动都比之前的性能有所提高,但尚且不能达到实时解码的效果。鉴于此,本文的工作主要集中以下几个方面: 1.阐述了视频编解码标准的大致发展情况,并以H.264的几项关键技术为例,详细地分析了最新的视频编解码标准H.264,从而对以后的学习取得帮助。 2.基于对H.264标准的学习以及与H.263标准的对比,分析了H.264的视频语法流以及其码流结构。 3.根据H.264的码流结构特点及其解码流程,对H.264中比较耗时的函数进行软件优化,通过对较耗时函数的改进实现H.264解码性能的优化。
[硕士论文] 程嘉利
计算机系统结构 西安电子科技大学 2008(学位年度)
摘要:H.264/AVC是由ITU—T VCEG(Video Coding Experts Group)和ISO/IEC MPEG(Moving Picture Experts Group)联合制定的新一代视频压缩国际标准。H.264/AVC以其强大的压缩性能和良好的网络亲和力,被广泛应用在各种视频业务中。 本文详细地介绍了H.264/AVC的应用范围、档次和级别、编解码器结构以及各种新的编码技术和工具。特别地,在研究帧间预测和帧内预测技术的基础上,提出了一种改进的EPZS(Enhanced Predictive Zonal Search)运动估计算法和一种边缘方向信息和空间相关信息相结合的快速帧内模式选择算法。文中给出了这两种算法的详细介绍和实验分析结果。 在分析之前运动估计算法的性能以及不足之处的基础上,本文提出了一种使用具有方向偏向性搜索模板和基于预测模式自适应选择运动估计方案的EPZS改进算法。该算法将运动估计过程与H.264/AVC中多参考帧、多预测模式等编码工具紧密结合,充分利用了视频中运动具有高度时空相关性的特点,综合考虑了速度、图像质量及压缩效率等方面的性能。 实验结果表明,该算法以极小的计算量得到了与全搜索方法接近的效果;与EPZS算法相比,运动估计的处理速度有了较大幅度的提高,同时保持了与之相当、有时甚至更优的率失真性能。此外,该算法具有很好的鲁棒性,并且能够产生平滑的运动矢量场。 针对编码器需要遍历各种帧内预测模式以得到率失真性能最佳的帧内模式所带来的复杂度高、计算量大的问题,本文提出了一种边缘方向信息和空间相关信息相结合的快速帧内模式选择算法。 算法首先利用图像的局部边缘信息和当前编码块空间邻近块的预测模式信息,选择少量的可能性很高的预测模式作为侯选预测模式,然后再对这些侯选模式进行RDO(Rate Distortion Optimization)计算,最后得到最佳的帧内预测模式。由于参与RDO计算的模式数量很少,帧内模式选择的速度可以获得显著的提高。
[硕士论文] 王洋
计算机技术 哈尔滨工业大学 2014(学位年度)
摘要:视频作为集合文字、图像、声音为一体的信息载体在人们的日常生活中扮演越来越重要的角色。交通工具上的移动电视、随处可见的监控摄像、饭后茶余的电视节目、各种各样的网络视频、高效沟通的电视会议以及视频聊天等应用场合中,视频都是必不可少的一员。视频信号携带大量的信息,需要巨大的存储空间和传输带宽,数字视频编码作为高效压缩视频信号的先进技术应运而生。High Efficiency Video Coding(HEVC)作为新一代数字视频编码标准,它基于众所周知的以块为单位的混合编码框架,采用运动补偿预测、变换编码和熵编码技术。相比于上一代数字视频编码标准H.264/AVC,采用HEVC压缩的视频序列占用更少的存储和传输空间。在相同存储空间和传输带宽限制下,采用HEVC编解码的视频序列的质量和分辨率都要更高。然而HEVC高效率的压缩性能是以编码端的计算复杂度提高为代价的,HEVC的编码时间大概是H.264/AVC的编码时间的2到3倍。帧内编码是视频编码的关键技术,高性能的帧内编码不仅能够提升当前编码帧的视频质量,而且能为帧间编码提供高质量的参考帧。HEVC中的帧内编码的计算复杂度主要来源于HEVC采用了更大的编码单元以及灵活的块划分技术,此外还采用了更加精确的方向预测,从H.264/AVC的9种预测模式增加到35种预测模式。为了降低HEVC帧内编码的计算复杂度,本文提出了三种HEVC帧内编码优化算法,在几乎不造成编码性能损失的情况下,相比于HEVC参考软件HM10.0能够达到54%的时间节省。本文的主要研究工作以及创新之处是:
  1.提出了HEVC帧内预测快速模式决策的算法。
  本文充分利用预测模式之间的相关性以及粗略模式决策之后得到的哈达玛变换代价值之间的相关性,提出了HEVC帧内预测快速模式决策的算法。该算法能够在几乎不造成编码性能损失的情况下(亮度块0.5%的BD-rate增加),相比于HEVC的参考软件HM10.0,达到29.8%的时间节省。
  2.提出了HEVC编码单元树的深度范围预测的算法。
  本文充分考虑相邻编码单元树的相关性,利用已经编码的相邻编码单元树的编码深度,提出了编码单元树的深度范围预测算法。该算法能够在亮度块几乎不带来编码性能损失和色度块带来编码性能增益的情况下,相比HEVC参考软件HM10.0,达到8.98%的时间节省。
  3.提出了基于统计信息的编码单元大小决策的算法。
  HEVC通过递归地遍历所有大小的编码单元,确定最终的编码单元划分方式,本文提出了一种基于统计信息的编码单元大小决策的算法。该算法利用统计得到的率失真优化代价阈值,判断编码单元是否需要进一步划分。该算法能够在几乎没有编码性能损失的情况下(亮度块0.52%的BD-rate增加),相比HEVC参考软件HM10.0,达到26.93%的时间节省。
[硕士论文] 裴健学
光学工程 大连理工大学 2013(学位年度)
摘要:随着社会的不断发展,人类所掌握的知识越来越多,尤其是进入21世纪后,信息量呈现一种爆炸式的增长,速度比以往任何时候都快的多,现有的存储技术已经远远不能满足知识大爆炸的时代背景。因此,超高密度的存储技术的发展和革新已经成为了时代发展的必然要求,尤其是近场光存储,以其能够突破衍射极限限制的优点吸引了众多科研工作者的关注。
  首先,本文对光存储技术的历史进行了简单的介绍,并且给出了限制当前光存储发展的原因---衍射极限的概念。目前,蓝光光盘(激光为蓝光)单片容量可达到27GB。由于光的衍射极限的限制,传统的远场光存储发展的潜力十分有限。将来发展的大方向主要包括能够突破光盘平面限制的三维光学体存储和突破衍射分辨率极限的近场光学存储技术。本文对这两种存储技术分别做了介绍。
  其次,本文介绍了表面等离子体的基本概念。通过阐述表面等离子体的发现历程以及金属中等离子体的几种模态,使大家对于本文研究锥尖尖端电场增强特性的原理有一个详尽的了解。随后简单介绍了表面等离子体极化激元的几种激励方法。
  最后,本文通过使用有限元方法(Finite Element Method),详细分析了锥尖长度和入射光与锥尖轴线夹角对电场局域增强的影响。工作目的是寻求最优的锥尖形貌,使其达到锥尖尖端电场增强的最大值。在前人的工作中,人们仅仅对单独的锥尖进行研究,这样只能在一定程度上反映出锥尖增强的光学响应特性。在实际应用中,锥尖还需要一系列的配套设施,其中最不能忽视的就是记录介质的影响。本文尝试把记录介质引入到了模拟计算中,并且研究了记录介质的介电常数对电场增强的影响。这些模拟的结果不仅可以应用在超高密度的光存储上,也能应用在传感器的设计和制作上。通过一系列的计算我们得出最优解:当入射光波长为632.8nm时,Si3N4圆锥尖外包裹一层20nm厚金膜,在锥尖长度为450nm和入射光与锥尖轴线夹角为113度时,电场的局域增强最大。记录介质的存在使得圆锥尖电场增强的强度更强,并且增强的范围更加局域,光学的斑点更小,因此可以得到更小的记录点。
[硕士论文] 姜文影
高分子化学与物理 哈尔滨理工大学 2013(学位年度)
摘要:聚磷腈类衍生物在电致发光材料、光折变材料与太赫兹材料等方面有良好的用途,在非线性光学材料领域具有广泛应用前景,研究新型聚磷腈类衍生物非线性光电材料成为研究的热点之一。1,8-萘酰亚胺衍生物是一类具有强烈荧光的化合物,若通过接枝反应与聚二氯磷腈接枝得到含1,8-萘酰亚胺聚磷腈,再偶合偶氮生色基团得到含偶氮生色团1,8-萘酰亚胺聚磷腈新型非线性光电材料的研究具有重要意义。
  在4-乙氧基-N-羟乙基-1,8-萘酰亚胺、聚二氯磷腈制备的基础上研究了含1,8-萘酰亚胺聚磷腈合成工艺及利用微波辐照制备非线性光电材料含偶氮对硝基苯胺生色团1,8-萘酰亚胺聚磷腈和含偶氮2,4-二硝基苯胺生色团1,8-萘酰亚胺聚磷腈的偶合工艺;并相应地表征其结构,对其荧光性及非线性电光系数进行了测试分析。
  1,8-萘酰亚胺合成工艺,由乙醇钠替换了原本的乙醇和氢氧化钾作为反应物,与4-溴-1,8-萘酐和乙醇胺在无水乙醇中回流反应所得的产物反应制得,产率高达89.6%。聚二氯磷腈合成工艺为采用AlCl3作催化剂250℃下,反应时间8h,其产率达到56.9%。含1,8-萘酰亚胺聚磷腈制备工艺是由4-乙氧基-N-羟乙基-1,8-萘酰亚胺醇钠盐滴加到聚二氯磷腈中,30℃下反应48h,产率达44.1%,接枝率为14.3%。制备含偶氮对硝基苯胺生色团1,8-萘酰亚胺聚磷腈与含偶氮2,4-二硝基苯胺生色团1,8-萘酰亚胺聚磷腈偶合工艺条件为辐射功率400W,反应时间10min,温度25℃;前者产率达到36.3%,接枝率为10.7%;而后者为43.2%,接枝率为11.1%。
  利用红外光谱、紫外可见光谱、元素分析等表征手段对所得产物进行结构表征。
  对4-乙氧基-N-羟乙基-1,8-萘酰亚胺,含1,8-萘酰亚胺聚磷腈,含偶氮对硝基苯胺生色团1,8-萘酰亚胺聚磷腈与含偶氮2,4-二硝基苯胺生色团1,8-萘酰亚胺聚磷腈的荧光性能进行测试分析,结果表明:以上物质都具有荧光,且荧光光谱都在蓝光范围;含偶氮对硝基苯胺生色团1,8-萘酰亚聚磷腈有三处激发和发射光谱,有一处的发射光谱有微弱的绿光。对制备的含偶氮生色团的两种非线性光电材料电光系数进行了测试分析,结果表明含偶氮2,4-二硝基苯胺生色团1,8-萘酰亚胺聚磷腈的电光系数(2.95pm/V)大于含偶氮对硝基苯胺生色团1,8-萘酰亚胺聚磷腈电光系数(1.57pm/V)。
[博士论文] 杜滨阳
高分子化学与物理 中国科学院 2001(学位年度)
摘要:该文在纳米尺度上对聚合物薄膜的力学性能进行了系统的研究.我们提出了原子力显微镜纳米压印法和纳米刮擦法两种新的纳米力学研究方法,并采用这两种新方法结合已有的研究方法分别对结构各向异性和各向同性的聚合物薄膜的形态结构和纳米力学性能进行观察和研究,得到了更为可靠的材料结构与性能间的构效关系,同时讨论了聚合物薄膜的结构各向异性对其力学性能的影响.通过对不同分子链排列的聚乙烯结晶薄膜的纳米力学性能进行研究,得到不同分子链排列的聚乙烯结晶薄膜的纳米摩擦性能和聚乙烯分子链的纵向弹性模量和横向弹性模量;对聚合物非晶薄膜的纳米力学性能进行研究,得到聚合物非晶薄膜的弹性模量、屈服强度和摩擦、磨损性能.同时对由去湿诱导的聚合物非晶薄膜的破坏进行深入的研究,系统的研究了聚苯乙烯薄膜的去湿破坏机理.
[硕士论文] 刘洪海
材料物理与化学 天津大学 2002(学位年度)
摘要:全文工作包含以下4个方面:1:论文通过系统地研究着色NaCl晶体的F心与C心的性质,探讨了碱卤晶体中F心与C心的形成机理.2:比较深入的研究了在不同温度下不同γ射线辐照计量的NaCl色心晶体中F心与C心的光热稳定性,发现胶体心在热处理的过程中会形成新的胶体心,这种现象国内外杂志尚未见报道.3:从实验的角度论证了用白光作为记录手段在NaCl晶体中记录信息的可行性,M心的分解会促进F→C的转型,也是实验中被发现.4:确定在NaCl色心晶体中利用F→C的转型进行信息记录的最佳温度为447K,并成功的用白光实现了信息的记录.
[博士论文] 翟千里
光学 北京工业大学 2011(学位年度)
摘要:近年来光存储技术一直是产业界和学术界的共同研究热点,传统的按位光盘存储技术发展迅速,从CD到DVD,再到Blu-ray光盘技术,其存储密度越来越高,存储速度越来越快;但单纯通过减小波长和分层技术来进一步提高存储密度和速度的空间已经越来越小。
   体全息光盘技术因其更高的存储密度以及成本相对低廉的盘片成为一种重要的备选技术。国外研究人员基于各种性能优良的光致聚合物作为存储介质开展了盘式全息存储系统的研究,其中以美国Inphase公司、HDSS系统(HolographicData Storage System)和日本Optware公司的研究成果和系统方案最为接近实用化,但与其相应的关键技术一直未予披露。我国在这一领域的研究仍然处于基础研究阶段。本文的任务就是要研究并解决基于光致聚合物的盘式全息存储系统中的关键技术问题。
   我们和中科院理化技术研究所进行技术合作,由我们对材料提出要求,由合作方提供新型光致聚合物材料,进行全息测试后将实验结果反馈给合作方作为改进材料的依据。在材料测试中我们发现光致聚合物存在着较为强烈的暗反应和均匀后曝光效应,这给复用存储带来相当的挑战,因此我们的研究重点之一是实现等衍射效率的复用曝光时序。我们简化了前人提出的扩散模型,分别针对写入全息图、暗反应、以及均匀后曝光过程提出相应的简化扩散模型,得到了这三个光致聚合物典型过程的数学模型解析式,并利用这些解析式对实验曲线进行拟合,拟合效果良好,拟合曲线与实验曲线的符合程度很好。通过曲线拟合我们得到了特定光致聚合物的重要参数。我们还针对同一位置的角度复用提出了基于均匀后曝光效应的曝光时序计算模型,并通过实验比较验证了该模型相对于传统的基于六阶多项式模型计算得到曝光时序方法的优越性。
   为了提高全息光盘的存储密度,我们选择了散斑位移复用的研究方案。散斑位移复用的缺点是将散斑引入参考光会给再现图像带来更多的噪声。这需要我们对散斑参考光的性质做进一步的研究。我们采用了和一般报道中所不同的方式。我们自制了三个具有不同散斑颗粒尺寸的散斑随机相移器,并对它们通过1:1成像透镜产生的散斑颗粒尺寸进行了实验测量与验证。实验结果显示,尽管测量到的散斑颗粒尺寸与理论计算结果存在一定程度的偏差,但我们仍然实现了通过自制散斑随机相移器来控制散斑颗粒尺寸的目的。另外我们还对具有不同散斑颗粒尺寸的参考光再现的图像质量进行了探讨,我们发现散斑颗粒尺寸越大,图像质量越高。但同时这也会减小存储密度,因而可以通过调控散斑随机相移器的制作方案实现存储密度与图像质量之间的平衡。
   我们针对光致聚合物本身具有的暗反应和均匀后曝光效应以及散斑颗粒尺寸对位移复用的影响,设计了适合散斑位移复用的实现方案。为了平衡存储的面密度和再现图像的质量,我们设计了在保证存储面密度前提下而尽量提高再现图像质量的散斑位移复用间隔,并根据此间隔给出了散斑随机相移器的制作参数。然后,我们详细分析了散斑位移复用中全息图的曝光过程,将复用中的单幅全息图分成若干个曝光区域进行考虑,将等衍射效率曝光时序计算模型推广到了位移复用的情形,并通过计算机进行数值计算得到了一个实例情况下的等衍射效率曝光时序。最后,我们通过实验初步验证了使用该模型计算出的时序进行散斑位移复用存储的可行性。
[硕士论文] 杭佳闻
通信与信息系统 华东师范大学 2008(学位年度)
摘要:近年来,IPTV、手机电视、互联网视频分享这些有关视频类的增值服务迅速发展。虽然目前这些网络视频业务大都还在试用阶段,离推广普及还需要一定时间,但这类服务的商业前景被普遍看好。网络视频技术在电信领域尚未全面发展的原因,除了技术的不够成熟,政策以及标准的不确定性,还在于其质量的不稳定性。 网络视频是一种基于数字流媒体的应用技术,数字视频数据在采集、压缩、处理、传输、恢复过程中会产生各种各样的失真,例如有损视频压缩技术,会在量化过程中降低视频质量;在误码信道(如无线信道)传输中,信道误码和数据丢失会增加解码后视频的失真;在包交换网络(如Intemet)传输中,网络拥塞造成接收数据丢失和过大时延,又会增加失真。因此,视频服务系统必须能及时把握并量化视频质量下降的情况,并通过必要的手段来维持和增强--找到一种有效的评价方法度量视频质量至关重要。 传统的针对模拟信号的视频质量评估方法是测量诸如信号幅度、定时关系、信噪比之类的物理参数。但是,IPTV等流媒体业务采用了数字视频压缩与网络传输技术,由于丢包等网络损伤而引起的很小错误可能导致视频质量的急剧下降,因此传统的视频质量评估方法已无法适应网络视频质量应用要求,需要针对数字视频与网络传输的特点,设计新型的视频质量评估方法。本论文即针对这种需求提出一种轻便型的通过网络损伤情况评估网络视频质量的方法。 论文的主要工作及创新点表现在以下几个方面: 1、论文根据了MPEG-2的编码特点,分析对视频质量产生影响的各种因素,对现有的几种视频质量评估算法进行介绍评价。 2、通过获取视频传输网络的损伤情况,根据视频编/解码算法及帧序列、帧频、封装情况,利用可量化的评价指标评定视频质量受网络损伤的影响程度,建立网络视频质量的评估算法,并进行验证。 3、结合国家高性能宽带信息专项(3Tnet专项),将该方法初步应用于3Tnet业务监控系统,并对结果进行评价。 4、利用该方法进行网络视频质量评估,资源开销小、实时性好,特别适合对实时传输的视频流进行视频质量评估。
[硕士论文] 柯庆福
微电子学与固体电子学 厦门大学 2011(学位年度)
摘要:光盘存储技术在信息社会中发挥着越来越重要的作用,PDIC(PhotodetectorIntegrated Circuit)是光盘存储系统光学头的关键元件之一。与传统混合集成的PDIC相比,单片光电集成的PDIC具有低成本、高性能的优势,现已成为硅基光电集成(OEIC)研究的一个热点。虽然全球绝大部分光学头生产厂商都在中国大陆,但PDIC芯片都依靠进口。相比国外,国内对于该技术的研究还处在起步阶段,因此研究单片光电集成的PDIC对于打破国外垄断、提高我国DVD光学头产业的整体技术水平及核心竞争力具有一定的积极意义。
   商业化的BCD(Bipolar CMOS DMOS)工艺比标准CMOS工艺多了一个N型埋层,N型外延层中杂质掺杂浓度较低,利用这一特点可以构建P+/N型外延层/N阱埋层(类似PIN)结构的光电探测器。因此,本文采用低成本的0.5μmBCD工艺研制了用于DVD机的单片集成PDIC,主要的工作内容如下:
   1.从低成本角度出发,利用BCD工艺埋层的BN+特点设计了与工艺完全兼容的适合650nm波长的P+/N-EPI/BN+光电探测器,并给出一个完整的等效电路模型。
   2.设计了基于互补式自偏置差分放大器(CSDA)结构的三级负反馈跨阻放大器。为了提高负载能力设计了一个两级运放作为单位增益缓冲器。采用Spectrer软件对负反馈跨阻放大器进行了仿真设计。
   3.为了抑制电源扰动对跨阻放大器的性能影响,设计了一种低压线性稳压器(LDO)。仿真结果表明其输出电压可以达4.36V,有较好的电源抑制比。
   4.采用Cadence软件完成单片集成PDIC的版图设计,并在无锡华润上华流片加工。版图面积约981×1982μm2。
   5.根据实验室的测试条件对流片回来芯片进行了两种形式的封装,并做了具体的测试。测试结果:2.5V反向偏压下,PIN探测器结电容约为0.356PF,650nm波长的响应度约0.185A/W,PDIC中A~D部分的带宽65MHz左右,响应度为21.82mV/μW~28.08mVu/μW;E、F部分的响应度为42.29mV/μW~47.31mV/μW:输出失调电压均小于20mV;功耗约130mw。所测指标均能达到设计要求。
   本文在国内条件下采用低成本的标准BCD工艺自主完成了DVD光学头中PDIC的光电单片集成,研制过程中克服了Si基光电集成中的难题:
   1.成功解决Si基光电集成的难点---利用标准BCD工艺研制出高性能(高探测灵敏度,高传输速率)的650nm的硅基光探测器。
   2.自主建立了一种新的包含光电流、暗电流、结电容、并联和串联电阻、以及噪声特性在内的光电探测器完整的等效电路模型,实现PD与负反馈跨阻放大器(TIA,Tranimpedance Amplifier)的协同设计。
   3.在电路设计中,充分考虑并解决了纵向结构的光探测器PD和横向结构电放大器TIA之间的结构、工艺兼容性问题;解决在光照下电子电路避免光信号干扰的问题。
[硕士论文] 赵灵雪
艺术设计 湖南工业大学 2016(学位年度)
摘要:影视产业是一个朝阳产业,由于国家的大力支持,正在蓬勃发展。在2015年,中国的电影产量又一次创了历史新高。借这一增长形式,趣味性光盘设计的包装在产品的推广中也越来越重要。
  本课题所研究的“趣味性包装设计”实际上是通过对产品的包装设计中加入趣味性的元素,来增加产品的属性。通过复兴中国传统水墨动画作为媒介,来向大家展示中国传统水墨动画的魅力。
  课题针对新中国成立初期所制作的6部水墨动画电影的DVD光盘为包装对象。根据市场调研情况,重塑了水墨动画的DVD光盘包装,还创作出了一系列的趣味性组合图案以及结构。此外,本系列产品还结合了大量的水墨素材与趣味性的角色素材,增加了DVD产品的交互功能,使其更加具有创新性,整体设计新颖有趣。
[硕士论文] 张科
材料学 中国科学院大学;中国科学院研究生院 2012(学位年度)
摘要:相变信息存储材料己成功应用于可擦重写相交光盘及非易失性相变随机存储器。相变存储的特点在于其相转变的高速度和高稳定性的共存,这是相变存储材料的微观结构和结构转变机制所决定的。由于相变存储中的记录和擦除过程是短脉冲诱导下发生的极端非平衡过程,因而对相变存储材料在脉冲激光作用下的时间分辨相变过程的细节进行分析是认识其快速结构转变机制的重要手段。本论文在对相变存储材料的微观结构和晶化动力学重要研究进展进行综述的基础上,重点针对Ge2Sb2Te5相变薄膜,对其在激光诱导相变过程中表现出来的激发脉宽的时间尺度差异性和光、电信号演化行为的差异性现象进行了详细分析;提出了利用第二相纳米粒子对相变材料进行复合加速结晶过程的方法;首次提出了离子掺杂荧光相变存储材料的概念,并对Ni2+/Bi:Ge2Sb2Te5的相变和荧光性能进行了初步研究。具体研究内容和结果如下:
   发现在不同时间尺度脉宽(纳秒和皮秒)的激光脉冲作用下,Ge2Sb2Te5薄膜从晶化到薄膜损伤的演化过程呈现显著的差异性。分析表明,这种差异性来自于纳秒和皮秒脉冲激光辐照所导致的Ge2Sb2Te5薄膜晶化温度、熔点和破坏阈值间不同的时序关系。研究结果有助于对极端非平衡条件下Ge2Sb2Te5薄膜结晶动力学过程的更深入认识。
   针对Ge2Sb2Te5薄膜在纳秒激光脉冲作用下晶化过程的反射率和表面电阻动力学演化行为的差异性,提出一个二维逾渗导通模型对此现象进行解释,并通过数值模拟对模型的适用性进行了验证。研究结果对于深入理解Ge2Sb2Te5薄膜的精细结晶过程及其导电机制、发展光电混合存储应用具有一定的参考价值。
   提出了纳米第二相材料复合以提高相变材料晶化速度的方法。数值模拟结果表明可以将晶化速度提高一倍。研究结果对于新型快速相变材料的设计和制备具有一定的参考价值。
   提出了离子掺杂荧光相变存储材料的新概念。通过在Ge2Sb2Te5中掺杂适量Ni2+或Bi离子可使其在不同相态下(晶相和非晶相)表现出不同的荧光强度,相变前后荧光强度差别可达四个数量级。离子掺杂相变材料的荧光特性不仅可以作为一种结构探针,从侧面佐证相变材料的原子配位结构,而且可以提供了一种新的高对比度光学变化参量,可以独立或与光学反射率、电阻率变化组合匹配形成新的多态相变存储方式。
[博士论文] 胡盛勇
精密仪器及机械 中国科学技术大学 2011(学位年度)
摘要:本论文对一种悬线带5°夹角的三维悬线式蓝光光学头力矩器进行了磁场分析、模态和谐响应分析,通过与实验对比建立三维悬线式蓝光光学头力矩器的磁场、低频特性参数的仿真计算模型,同时对力矩器等效刚度模型和灵敏度方面等参数进行理论探讨和优化。
   首先介绍光学头系统组成以及力矩器实现聚焦运动和循迹运动的控制原理。力矩器作为光存储读取系统光学头中最重要的部件之一,其性能的好坏决定着整个读取头的好坏。随着光存储的发展,特别是蓝光存储的出现传统的二维悬线式力矩器已经不能满足需要,三维悬线式力矩器则成为新的发展方向。在国内对于力矩器的研究还停留着二维力矩器上,而新的三维悬线式力矩器则国内还处于空白。三维悬线式力矩器相对于二维力矩器具有更复杂的结构和更高的灵敏度,其结构尺寸也越来越小,因此具有很高的研究价值。力矩器的两个主要运动:聚焦运动和循迹运动是力矩器最主要的方向上的参数,两个方向上的特性参数和实验测试方法以及光学光学头实现聚焦运动和循迹运动的原理都进行了测量和介绍。
   利用有限元软件ANSYS的磁场分析模块,建立了三维悬线式蓝光光学头力矩器的磁场分析模型。三维悬线式力矩器实现聚焦运动、聚焦运动和倾斜补偿运动是通过磁场中的通电线圈受力来实现的。对力矩器的磁场分布建立理论模型,永磁铁磁场模型采用磁极化理论来建立,而毕奥-萨伐尔定律来建立通电线圈的磁场模型。利用有限元软件ANSYS中的电磁场模块,对线圈实体建模,并把电流源以电流密度的方式输入,用矢量单元SOLID97代替标量单元,用MVP的方法求解得到力矩器线圈上的磁场分布和有效受力。
   建立了三维悬线式蓝光光学头力矩器的低频特性仿真分析模型。三维悬线式力矩器主要由可动部件和不可动部件组成,其中不可动部件主要包括磁铁和轭铁为磁场的主要组成部分,可动部件包括物镜架、物镜、五组线圈和六根悬线。三维悬线式力矩器在工作的时候是始终处于一种振动状态。三维悬线式力矩器的力学特性参数如一阶共振频率、一阶共振峰值、5Hz灵敏度和200Hz灵敏度等是体现力矩器性能的主要参数。利用ANSYS中的模态分析模块提取力矩器可动部件的模态。可动部件的低频区域主要为聚焦方向、循迹方向和倾斜方向上的固有频率分别50.5Hz,54.8Hz,205.2Hz,三种模态模拟结果与实验对比误差小于1%;可动部件的高频区域模态主要是物镜架组件的弹性共振,且二阶共振频率均大于20kHz。采用ANSYS软件中的谐响应模块对力矩器的特性参数进行模拟,而力矩器中的阻尼胶效应则使用等效阻尼系统来模拟,通过与实验对比仿真结果误差在5%以内。
   利用材料力学建立了三维悬线式蓝光光学头力矩器的等效刚度模型。根据振动原理知道六根悬线都作为理想的悬臂梁结构处理且这六根悬线为并联的方式。对每根悬线进行受力分析,采用材料力学中梁的挠度原理求解得到力矩三个方向的等效刚度模型,通过与实验结果对比误差在5%以内。并对悬线的长度、半径、夹角、不同截面以及六根悬线截面的进行不同设计为力矩器的频率优化提供设计方案。
   采用正交试验设计做为分析方法,提取力矩器磁场的七个磁场因子对力矩器的灵敏度进行优化。对力矩器磁场因子提取七个因子,利用三水平七因子的正交表分析,发现永磁铁的位置和其磁极方向对力矩器的灵敏度有较大的影响可以提高接近40%,为力矩器的灵敏度设计提供了设计基础。
[博士论文] 蒲守智
物理化学 清华大学 2003(学位年度)
摘要:研发新型的光子型、可擦重写存储材料是高密度光存储技术的重要课题之一。其中,由于二芳基乙烯化合物(简称二芳烯)具有优良的物理化学性质和光致变色特性,从而在高密度光存储中最具应用潜力而成为新一代光存储材料的研究热点。 该论文第一部分是进行新型二芳烯分子的设计合成和性质研究。主要结果是: (1)设计合成了16种二芳烯分子(其中13种为首次合成),其特点是:能与532、650和780nm三种波长的激光器相匹配,彼此的光谱重叠小于10%;8种新化合物的光环化量子产率高于0.5,其中化合物DT-5的ФO-C值达到0.92,高于迄今报导的同类化合物;具有较大折射率空间调制度(△n=10-2~10-2)、良好的化学热稳定性(PDT≥200℃)和抗疲劳性(循环次数≥1000)。 (2)首次发现并能重复再现二芳基乙烯DT-3的同质异晶现象和不同的双光子荧光效应。 (3)二芳烯具有正的溶剂效应,其光环化反应属于(π,π*)跃迁,并且表现为零级反应,开环反应为一级反应,反应机理符合RRKM理论。 论文第二部分用二芳烯作为存储介质进行了多波长、多阶、全息和近场高密度光存储的应用研究。主要创新性的成果有: (1)首次实现了532和650nm双波长、四阶高密度数字光盘的制作和存储。 (2)首次完成了532、650和780nm三波长、八阶高密度数字膜片的制备和存储。 (3)首次将二芳基乙烯化合物用于全息光存储,并在厚度小于10μm的非晶态膜片上实现了多重全息光栅、全息图像和全息数字信息的光子型、可擦重写存储。 (4)将二芳基乙烯用于近场光存储,获得了~1μm尺寸的近场记录光斑。v此外,对二芳烯的读写特性进行了研究,并在此基础上提出和验证了一种简单可行的无损读出方案。选用吸收波长为500~700nm的二芳烯,考查了材料的灵敏度、开环反应速率常数、记录激光功率和波长对读写过程的影响。实验结果表明:记录时间随着上述参数值的减小而减小;用高环化、低开环量子产率的二芳烯,在其最大吸收波长偏短波长疗向进行高功率写入、低功率读出,即可进行无损读出。在实验条件下,重复读出2000多次,记录信号强度仍能保持约25%的反射率不变。
[博士论文] 徐文东
光学工程 中国科学院上海光学精密机械研究所 2002(学位年度)
摘要:该论文介绍了作者在光存储测试技术研究方面的三个主要内容:CD-R盘基预刻槽深度和宽度均匀性测试和方法和系统,光学读取头物镜产生的激光光斑的光强分布测试的方法和系统,以及激光透过固体浸没透镜(SIL)聚焦的高密度光存储介质静态读写性能测试的方法及系统.CD-R盘基表面带有预刻槽,预刻槽的质量直接影响CD-R光盘的读写性能.有预刻槽的CD-R盘基相当于一个位相光栅,光束通过时将发生衍射.各衍射级光强的比例以及各衍射级间的夹角包含了预刻槽的深度、宽度和槽间距等重要信息.通过光束对整张盘的扫描,经过计算,可得到预刻槽深度和宽度在整张盘上分布的不均匀性.该方法具有以下特点:(1)可用于反射和透射测试;(2)很简单和容易地搭建相应的系统;(3)无损和实时检测.因此特别适合车间现场检验.为此建立的系统具有模块化(指功能区分)和集成化(指采用现有商品器件)的特点,系统性能稳定、可靠和维护简单.该系统还可用于二元光学元件的测试.
[硕士论文] 张加涛
应用化学 北京理工大学 2003(学位年度)
摘要:碳元素是丰富多彩的世界的基础,碳基材料的研究在科学与技术上有重大的意义.自从Liu和Cohen预言了C<,3>N<,4>晶体材料的光电、机械、力学等优越性能后,引起了材料研究界的研究热潮,同时近几年的许多研究工作发现了CN<,x>薄膜的许多优异性能.鉴于电化学沉积法的独特优势该文开展了电化学沉积CN<,x>薄膜及性能的研究.以ITO导电玻璃为衬底,以二氰二胺(N≡C-NH-C(NH<,2>)=NH,N含量为66.7﹪)的丙酮饱和溶液为沉积液,阴极沉积得到了N含量高达48.75﹪,N/C=1.08的CN<,x>薄膜,从研究电压和温度对薄膜中N/C的影响中得到了沉积的最佳条件,并对以二氰二胺为前驱物的阴极沉积氮化碳薄膜实验进行了机理探讨.通过研究两种衬底上CN<,x>薄膜和类金刚石(DLC)薄膜的光致发光(PL)光谱和紫外可见吸收光谱及测量CN<,x>薄膜的电阻率对薄膜的光电性能进行了研究.在导电玻璃衬底上的CN<,x>薄膜中发现了非线性光学现象;利用Tauc公式处理硅片衬底上的CN<,x>薄膜和DLC薄膜的吸收光谱计算了薄膜的光能带隙(E),发现了其半导体特性,而且得到了CN<,x>薄膜中氮含量对E<,opt>的大小的影响及DLC薄膜的E<,opt>的大小与沉积电压的关系.
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