[发明专利]基于纳米光刻的荧光光盘信息读写方法及装置

权利要求书

1.一种基于纳米光刻的光盘信息写入方法，其特征在于，包括：

压缩实心刻写光束的焦斑尺寸；

读取需存入光盘的数字存储信息；所述数字存储信息亦作为刻写控制信息；所述刻写控制信息包括与各信息记录点一一对应的各二进制数；每位二进制数的“0”和“1”数码分别用于指示是否在对应的信息记录点进行荧光信息的写入；

根据所述刻写控制信息，控制被压缩的焦斑在光盘物理存储介质的荧光记录层的各信息记录点处进行荧光信息的写入。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压缩实心刻写光束的焦斑尺寸的实现方式包括：

方式一、吸收调制双光束刻写方法，分别形成波长不同的实心刻写光束及空心抑制光束；令所述实心刻写光束及所述空心抑制光束的焦平面在空间上重合；将重合后的光束照射于光盘物理存储介质的吸收调制层，所述空心抑制光束抑制所述实心刻写光束的外围光斑，以压缩所述实心刻写光束的焦斑尺寸；或者，

方式二、减小所述实心刻写光束的波长和/或增大物镜的数值孔径。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述压缩实心刻写光束的焦斑尺寸的实现方式还包括：所述方式一或所述方式二的实心刻写光束采用脉冲光束实现双光子刻写，所述实心刻写光束采用可见、紫外、深紫外连续激光或波段在可见光至紫外光之间的脉冲激光。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述荧光信息写入的实现方式包括：所述荧光记录层即光盘记录层的材料采用荧光材料，在所述光盘物理存储介质的各信息记录点处进行荧光信息的写入，即控制压缩的实心刻写光束在对应的信息记录点处进行纳米光刻过程，即对荧光材料进行刻写。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述吸收调制层具有吸收调制特性和双光子吸收特性；所述空心抑制光束抑制所述实心刻写光束的外围光斑的实现方式还包括：

所述空心抑制光束照射于所述光盘物理存储介质的吸收调制层，以使所述吸收调制层的材料发生吸收调制过程，从所述第二状态向所述第一状态转换；

所述实心刻写光束以预设功率密度照射所述吸收调制层，以使所述吸收调制层的材料发生双光子吸收过程，从所述第一状态向所述第二状态转换；

所述吸收调制层的材料在所述第一状态时对所述空心抑制光束的吸收率低于其在所述第二状态时对所述空心抑制光束的吸收率，从而抑制所述实心刻写光束的外围光斑透过所述吸收调制层；

所述实心刻写光束及所述空心抑制光束的焦平面在空间上重合同时聚焦作用于所述吸收调制层时，在双光子吸收特性和吸收调制特性的作用下，所述空心抑制光束促进了所述吸收调制层对所述实心刻写光束的吸收，抑制了所述实心刻写光束的外围光束透过所述吸收调制层，从而实现了透过所述吸收调制层的实心刻写光束的高斯线型被压缩的过程，获得了超越衍射极限的实心刻写光束，其被作用于所述荧光记录层来实现荧光信息的写入。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，由于双光子吸收的阈值特性，未聚焦区域未到达吸收调制材料的双光子吸收功率密度，对于所述实心刻写光束不产生吸收从而使之透过，仅在光束聚焦层实现了对所述实心刻写光束的压缩过程，进行荧光信息的写入，以避免写入过程中不同荧光记录层间的刻写信息串扰问题，实现双光束双光子多层荧光信息的写入。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述光盘物理存储介质包括多个荧光记录层时，所述方法还包括：根据所述刻写控制信息，控制被压缩的焦斑在完成一荧光记录层的荧光信息刻写后，调节所述光盘物理存储介质与被压缩的焦斑之间的相对位置，再进行下一荧光记录层的荧光信息刻写。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，各所述荧光记录层采用同一荧光材料或多种荧光材料；其中，每种荧光材料对应的荧光波长不同，以避免信号读取时各层荧光信号间的串扰。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：通过调节样品位置，将被压缩的焦斑作用于不同的荧光记录层，以进行荧光信息的多层刻写。