一、近场光存储深亚微米头盘间距测量方法的研究(论文文献综述)
叶燊[1](2019)在《基于表面等离激元和声子极化的器件及波导特性研究》文中研究说明微纳光子学作为一门新兴科学,为未来集成化、小型化光器件及其组成系统的发展提供了新的指引方向。表面等离激元作为其研究领域的重要分支,在微纳光器件、能源利用、生物传感等领域均有重要的应用价值。石墨烯是一种具有良好电学、光学特性的二维材料,其支持的石墨烯表面等离激元具备优异的可调谐性、强大的场束缚能力以及较低的传输损耗。而六方氮化硼作为一种双曲色散特性的天然材料,其支持的声子极化激元更是具备比石墨烯更低的传输损耗特性。本论文的研究内容主要是利用石墨烯、六方氮化硼等材料结合金属光栅、硅光栅等结构提出了多种可调谐光器件、折射率传感器,并针对基于这些混合结构的波导进行传输特性分析及场束缚能力的研究。本论文主要的研究成果如下:(1)提出了一种基于金属银光栅-石墨烯-间隔层-金属银混合结构的中红外可调谐吸收器。通过调节金属银-空气光栅结构的几何参数和石墨烯费米能级,吸收峰的吸收率可以达到99.9%以上。将上述金属银-空气光栅中空气部分替换为折射率传感媒介,进一步提出一种灵敏度为2.3微米每折射率单位的中红外折射率传感器。(2)提出了一种基于石墨烯-间隔层-硅光栅混合结构的中红外可调谐窄带表面等离子体诱导透明(PIT)及慢光效应。通过调控硅光栅、间隔层和石墨烯的相关参数,PIT波峰的品质因数可以超过108,整个PIT窗口内的群时延能大于0.44 ps。进一步提出一种基于石墨烯-渐变周期硅光栅结构的慢光器件,其光捕获带宽可以达到约0.7微米。(3)提出了一种基于六方氮化硼(h-BN)-石墨烯-二氧化硅光栅结构的PIT系统。通过调节该结构的几何参数和石墨烯化学势,在reststrahlen(RS)高频波段内和RS波段外都能实现PIT效应。并且在RS高频波段内PIT窗口的群时延大于0.15 ps。进一步提出一种基于上述基础结构的折射率传感器,其在RS波段之外的灵敏度为0.336微米每折射率单位。(4)提出了一种基于石墨烯包覆h-BN纳米线对波导结构,该结构可以分别支持表面等离激元-声子极化混合模式和声子极化模式。研究结果表明表面等离激元-声子极化混合模式的最低阶模式具有比其他同类型模式更强大的场束缚能力和更低的传输损耗特性。通过调节衬底半径或者石墨烯费米能级,都能实现这种混合模式的最低阶模式超过105的场加强。(5)研究了石墨烯-h-BN三明治型圆波导结构。针对该结构中包含h-BN这种各向异性介电常数的材料,从麦克斯韦方程组出发推导出该材料区域横磁模式的电场分量和磁场分量之间的关系式。并且结合边界条件,进一步推导出该多层波导结构支持横磁模式的特征方程。(6)针对石墨烯-h-BN三明治型圆波导结构,研究了它的几何参数和石墨烯化学势分别与其支持的声子极化-声学表面等离激元混合模式和声子极化-光学表面等离激元混合模式的有效模式折射率实部和优良指数(FOM)之间的依赖关系。并分析了表面等离激元和声子极化激元的耦合对这两种混合模式色散特性的影响。通过调控石墨烯化学势,声子极化-声学表面等离激元混合模式的FOM可以超过180。
张国庆[2](2018)在《超高磁记录密度硬盘可靠性的仿真研究》文中研究说明随着物联网、云计算、互联网和人工智能等新技术的迅猛发展与应用普及,信息数据量呈现爆炸式增长,大数据作为一种重要的战略资产已经不同程度地渗透到各行各业。国家信息基础设施和重要机构,尤其是金融、军事和科研院所等,承载着庞大的信息数据量,并且对信息安全有着极高的要求。半导体存储和光存储已经不能满足如此海量数据的增长需求,以硬盘为典型代表的磁存储仍然是解决这一矛盾的重要途径。硬盘存储器正朝着高密度、稳定可靠、低成本和安全等目标发展,实现10Tb/in2超高磁记录密度的存储目标,对促进我国乃至全球经济社会发展及保障大数据基础环境的安全具有重要意义。为了实现10Tb/in2超高磁记录密度的存储目标,必须使用磁记录新技术,但同时更低的磁头飞行高度、更高的盘片转速和更精确的寻道定位给硬盘的工作可靠性带来了巨大挑战:(1)10Tb/in2超高磁记录密度硬盘的磁头飞行高度将小于5nm,悬臂梁沿盘片垂直方向的振动将会极大增加磁头与盘片(以下简称“头-盘”)碰撞的可能性,威胁头-盘系统的可靠性;(2)头-盘碰撞产生的磨损颗粒在高速旋转气流带动下与硬盘内壁面发生接触刮擦,并最终吸附在盘片和磁头等关键部件的表面,威胁头-盘系统可靠性;(3)在更快速的寻道中,悬臂梁沿盘片水平方向的振动将会增加磁道定位误差和定位时间,极大影响数据读写可靠性。本论文以一款2.5英寸硬盘作为研究对象,以提高头-盘系统和寻道定位可靠性为研究目的,围绕减小超高磁记录密度硬盘悬臂梁的振动和硬盘内部颗粒运动轨迹与吸附开展仿真研究,研究内容具体包括:(1)基于声压的硬盘磁头超微振动的主动抑制:基于ANSYS Workbench(版本16.0)协同仿真环境,运用流-固耦合方法分析硬盘内部高速气流引起磁头超微振动的特性;分析基于声压的硬盘磁头超微振动的主动抑制机理;运用压电-固-声多物理场耦合方法,仿真计算从压电换能器(Piezoelectric Transducer,PZT)的激励电压到声压引起悬臂梁振动的关系式,确定有效抑制悬臂梁振动的PZT激励电压。(2)硬盘磁头的寻道定位误差:基于ANSYS Workbench(版本16.0)协同仿真环境,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)三维动网格和流-固耦合方法模拟硬盘的寻道运动,研究寻道时间(10 ms和5 ms)和寻道加速方式(方波、三角波和正弦波)对磁头沿盘片水平方向振动的影响。(3)硬盘内部颗粒的运动轨迹与吸附:根据颗粒-壁面碰撞理论模型,建立硬盘内壁面的颗粒吸附边界条件;基于流体计算软件ANSYS Fluent的离散相模型(Discrete Phase Model,DPM),二次开发ANSYS Fluent软件定义硬盘内壁面的颗粒吸附边界条件,分析吸附条件、温度和寻道运动对颗粒运动轨迹和吸附位置的影响。
罗维维[3](2017)在《基于石墨烯等离激元的中红外光场的近场与远场调控》文中研究指明石墨烯是一种二维材料,其是在太赫兹到中红外波段表面等离激元的优秀载体。石墨烯表面等离激元的电调控性和超强的局域性在对光场的近场和远场调控方面具有明显的优势。本文研究基于石墨烯表面等离激元的中红外光场调控,研究内容包括:1.利用离子束诱导石墨烯缺陷边界,实现了对石墨烯表面等离激元波的可控反射。依赖于离子束的剂量,表面等离激元波的反射强度以及传播损耗可以被人为调控。另外,我们提出了模型对此进行了很好的解释。2.通过离子束加工石墨烯孤立圆盘结构,研究了其近场模式。边界附近缺陷的存在虽然削弱了边界模式的响应,但是为电压调控孤立圆盘提供了导电性。据此,我们首次实现了背栅配置下石墨烯孤立结构近场的电压调控。另外,我们研究了偏心圆环的近场模式,光场聚焦尺寸可达到2×10-4λ02,这与近场激发的四极模式有关。3.我们提出了一种在中红外波段近场耦合距离大于100 nm的石墨烯等离激元诱导透明系统,并对透明窗口来源进行了分析。其可以应用于慢光和光开关等领域,具有易于实现以及可电调控的优势。
李阳[4](2014)在《高密度光存储中基于混合式力矩器的自适应飞高控制研究》文中研究指明在当今信息化社会,光存储技术起着举足轻重的作用。然而随着信息量的爆炸式增长,数字化信息存储对高储存密度、高数据传输率等的要求不断提高,新的存储技术呼之欲出。作为下一代高密度光存储技术中的重要分支,近场光存储技术(NFR)能够突破光的衍射极限,已经成为下一代高密度数据存储领域中最具潜力的发展方向。NFR理论上可获得超过150GB/inch2的存储密度,但是它要求镜盘间距稳定在100nm以下。而现有DVD系统中的远场光存储技术已无法满足深亚微米镜盘间距的严格控制要求,因此有效的光学头驱动系统与光学头伺服控制方法有待于得到进一步的研究。本论文所研究的是下一代高密度光存储技术的镜盘间距控制问题,主要研究目的是提出一种基于混合式力矩器的自适应飞高控制方法,来抑制高密度光存储系统镜盘运动中存在的多种干扰信号。本研究的主要内容如下:一、分析下一代高密度光存储系统存在的镜盘间距控制问题;结合DVD悬线式力矩器设计技术和硬盘读写磁头飞行滑块设计技术,设计一种适合于近场光存储的混合式力矩器驱动系统,并建立相应的镜盘接口动力学模型。二、针对镜盘间距控制中存在未知多窄带干扰信号(如盘片偏摆扰动和力干扰),文中阐述了光存储伺服系统中现有控制器抑制干扰的优缺点,并引入一种基于Youla参数化自适应调节器的控制器设计方法。然后,运用Matlab/Simulink仿真工具对比分析该控制方案与传统超前-滞后控制方案的控制性能,证明该控制方案中的自适应算法能及时的跟踪时变多窄带干扰,并能有效抑制干扰。三、基于设计的光学头混合式驱动装置搭建光存储试验平台。对基于Youla参数化自适应调节器的控制器设计方法进行试验验证,结果表明基于混合式力矩器的自适应飞高控制方案在控制精度和响应速度等方面表现突出,具有很好的镜盘间距控制效果。
程琳[5](2011)在《远场超分辨率成像与亚波长聚焦的研究》文中进行了进一步梳理随着纳米科学和生命科学的研究不断深入,在光学显微成像、光刻、光信息存储等诸多光学应用领域,由于存在光学衍射效应,导致聚焦焦斑和远场成像出现极限分辨率问题。要想获得更高分辨率,就必须突破衍射极限,尤其是在远场实现超分辨率聚焦和成像,需要采取有效手段将更多的隐逝波分量送达远场参与聚焦或成像过程。根据表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons, SPPs)独特的短波长、表面局域和近场增强特性,本文分别提出了基于亚波长金属结构的远场成像透镜模型和超聚焦透镜模型,利用特定结构对SPPs进行操控从而可以超越衍射限制,在远场实现超分辨率成像和亚波长聚焦。本文主要包括以下研究内容:首先,针对投影光刻成像模拟系统中忽略掩模厚度、入射光的倾斜角度、偏振等因素直接用标量衍射理论进行空间像计算导致预测严重失真的问题,采用严格的矢量电磁理论,借助波导方法分析了三维掩模在离轴照明条件下的近场衍射分布,得到通用的三维掩模模型。该模型综合考虑了入射角、入射方位角、偏振角以及掩模厚度对近场分布的影响,能够反映出亚波长光刻中倾斜入射平面波对三维掩模产生的阴影效应和偏振效应。对分辨率增强技术——光学邻近效应校正(OPC)进行了验证,发现OPC技术可以有效改善掩模的近场分布,从而达到提高远场光刻分辨率的目的。此外通过数值模拟得到了最佳入射角度,与工艺经验值完全吻合。根据金属-介质交替构成的圆柱形双曲透镜能够突破传统光学衍射限制实现超分辨率远场成像的机理,对双曲透镜结构进行了优化分析,将其应用到193纳米光刻系统中,使用铝和二氧化钛构成各向异性非常强的双曲色散媒质,更有利于远场缩小成像。通过数值分析发现,优化后的双曲透镜,结合相移掩模技术可以实现20纳米以下技术节点,这为拓展和延伸193纳米光刻机提供了新的途径和理论依据。由于圆柱双曲透镜可以实现缩小/放大成像,但是圆弧形的内外表面不利于物的放置和像的测量;而平板超级透镜有平坦的表面却不具备缩小/放大的功能,因此综合这两种透镜模型各自的优势,设计了具有平坦物面和像面的凹形双曲透镜Concave Hyperlens模型,能够实现超分辨率的缩小/放大成像。利用传递矩阵方法TMM详细分析了光通过该多层结构透镜模型的传播行为,在共焦椭圆坐标系中引入马丢函数得到透射光场的半解析表达式。通过数值方法验证了该透镜所具有的高对比度缩小成像能力,并与多层平板透镜、平板双曲透镜进行了成像性能比较,显现出该透镜模型具有非均匀成像特性。为了实现高效率远场超聚焦,在环形金属透镜基础上,提出了两种特定结构的金属透镜模型,一种是用介质光栅调制出射面的光场,将径向偏振照明条件下的近场焦斑搬移到远场,实现远场亚波长高效率聚焦;另一种是基于无辐射电磁波干涉,金属透镜出射面用各向异性的超材料媒质填充,可将近场汇聚的能量传递到远场从而得到亚波长焦斑。文中对第一种远场超聚焦透镜进行了详细分析,给出了结构参数的设计方法,并通过数值仿真得到优化后的结构参数及其亚波长聚焦性能。同时为了适应各种应用的需求,可以改变缝的结构参数或者增减光栅槽数进行焦距调节。综合上述研究结果可知,本文提出的基于亚波长金属结构的远场超分辨率成像透镜和高效率亚波长聚焦透镜,可以突破衍射极限在远场实现亚波长分辨率的超聚焦和成像,这将对纳米加工技术、光刻技术、光存储、生物传感、新型光源、分析与检测技术等光学领域具有重要的理论价值和应用前景。
陆冰睿[6](2010)在《纳米光刻技术在纳米光子晶体、超材料和生物学中的应用》文中指出纳米科技是20世纪80年代末逐步发展起来的一门新兴的前沿交叉学科领域,纳米电子学、纳米光学、纳米材料、纳米机械、纳米生物学共同组成的纳米高技术群体大大拓展和深化了人们对客观世界的认识,并将带来新一轮的技术革命。而纳米加工技术则是使各领域内纳米研究摆脱纸上谈兵而得以实验实现的基础。目前纳米图形制作的主要途径有两个:一是自下而上的途径,采用现代化学技术,由单个原子聚积而成的自组装方式。另一是自上而下的途径,采用光刻手段在物体上制作纳米量级图形,但这需要大幅度提高现有光刻的分辨率。本论文主要讲述自上而下的方法进行纳米光刻技术的工艺加工手段以及在此基础上对不同纳米结构的研究。研究对高分辨率电子束光刻、纳米压印技术、近场纳米超分辨率光刻、纳米反压印光刻技术以及与之配套的后道纳米工艺包括金属淀积、金属剥离和各项检测手段进行了具体研究,并将由此技术制备的器件用于纳米光学、纳米生物学和纳米材料学等领域的交叉研究,获得了成功的实验和测试结果。文章从发展最完善的纳米光刻技术之一电子束光刻出发,深入系统地介绍了电子束光刻系统的工作原理,对着名厂商的代表性产品进行了比较和分析。在对其原理有了具体系统了解的基础上,利用电子束光刻对一种新型的电子束光刻化学放大胶Uv1116进行了系统的特性研究,从光刻胶的灵敏度、对比度、分辨率和抗腐蚀特性等多角度深入分析,并与其前身、当前广泛使用的UⅧ光刻胶进行了比较,分析各方面的改进,肯定了其在纳米光刻领域广泛的应用前景。在将纳米光刻技术与生命科学、材料科学相结合的工作中,首次将电子束光刻的技术用于对材料的表面改性,利用电子束激发改变衬底材料的杨氏模量,在此基础上改变附着人体骨髓干细胞的生长微环境,从而影响干细胞的分化,并获得成功的特异性分化结果。同时,又将电子束光刻和纳米光学技术相结合,利用电子束光刻制备了多种具有不同对称度的纳米准光子晶体结构,并在这些结构的研究基础上进一步完善,开发设计了一种三维两相环形准晶纳米透镜系统,为此设计并实施了两种不同的新型自对准纳米光刻工艺,制备所得的三维准晶纳米透镜,可以达到超越传统极限的超高光学分辨率。另一方面,还对电子束光刻工艺的本身进行了细致的研究,针对不同光刻胶的电子束光刻流程和工艺参数进行了分别的测试和设计,并将电子束光刻工艺的用途发挥至其他纳米光刻工艺的领域。利用电子束光刻制备了光栅结构和光子晶体及超材料结构,用于纳米压印光刻的模板和近场纳米光刻的掩模板,并利用该模板进行进一步的纳米光刻实验。在对纳米压印光刻的研究中,对纳米压印的工艺流程和参数进行了细致的研究,确定了不同参数对纳米压印的影响从而确定了最佳实验条件,制备了具有介质或金属等不同材料单元的平面手性光子晶体超材料结构,并进行了大量的光学实验,对其特殊的光学性质进行了测量和分析。通过大量细致的实验数据总结了光子晶体中特殊的单元结构对其衍射场分布的影响,并证实了具有手性单元的超材料结构对偏振光的特殊调控作用。在近场纳米光刻的研究中,对不同尺寸和结构的光刻掩模版图形在光刻中的出射的紫外光的光强分布进行了软件模拟,了解了隐失波在近场光刻中的作用,并以此为基础设计了一种全新的纳米光刻技术,将近场纳米光刻工艺和纳米反压印光刻工艺相结合,利用近场隐失波对旋涂于掩模板上的光刻胶进行光学光刻,再通过纳米反压印的方式将光刻胶图形转移至所需衬底上,利用传统的光学光刻的方式和紫外光源在任意衬底上实现了超高分辨率的纳米图形,对衬底的材料和形状都没有苛刻的条件。最后,首次实现了在非平面衬底如光纤截面顶端实现大面积图形的均匀转移,并通过初步的光学实验证实了其功能可靠性。这一全新的纳米光刻工艺具有快速高效成本低廉的优良性质,将在实验室研究和工业生产中均具有广阔的应用前景。在本论文研究中发展起来的纳米技术和纳米科学的结果,建立起了一个较为完善的纳米光刻研究体系,可以作为复旦大学在这个领域的纳米科研的技术基础,为进一步的纳米科学的基础研究的深入开展提供支撑和依据。
张晓东[7](2009)在《表面等离子体增强型T密度近场光存储纳孔光探针阵列研究》文中研究表明近场光存储正迅速发展成为下一代光信息存储器的主流技术,而现在将表面等离子体激元在近场光学中的一些特性应用于超高密度光信息储存也是国际上的一个研究热点。本文以应用于超高密度近场光存储的表面等离子体增强型纳孔光探针为研究重点,对表面等离子体激元的物理机理进行了分析,模拟设计了单个纳米孔,纳米孔阵列及纳米孔外加光栅结构的纳米器件,在此基础上对器件制备工艺进行了深入的研究,通过对器件的测试与分析,发现表面等离子激元对纳米孔的透过光波长和透过光强度有一定的选择和增强作用,为实现T密度光存储奠定了基础。
孔令罔[8](2007)在《基于光斑图像分析的光盘驱动器头盘准直系统研究》文中研究表明保证光信息正确读写的技术、保证读写数据的完整性和可靠性的技术、盘片复备技术是光盘驱动器的三项关键技术,它们实现的前提之一是要求激光头盘处于良好的准直工作状态。本文以面向光盘驱动器的激光头盘准直度检测技术为研究目标,提出了通过光学玻璃盘片对激光头出射光路进行调制,以加载与未加载光学玻璃盘片两种状态下CCD系统所采集的激光头光斑的偏移量来对激光头盘的垂直程度进行测算的技术方案,并对其进行了系统框架设计,对该框架下的多项关键技术进行了较为深入的研究。多元统计分析中的主成份分析、数学形态学下的击中击不中变换、细化处理、Lee图像增强算子、Hough变换等是研究工作所使用的主要工具。研究工作包括以下内容:建立了基于激光头光斑偏移量的激光头盘的准直度测算模型。对激光头及激光光斑进行了考察与解析;在光路追迹的基础上推导出在未加载与加载光学玻璃盘片这两种状态下激光中心光线与激光光斑的偏移量的计算方程,通过比较分析指出了后者用于对激光头盘准直度的测量更具合理性和可行性。定义了缺陷像素的概念;提出了以图像帧序列对缺陷像素进行识别的数学模型。对采集得到的各帧图像减去其相应的直流分量构成余量矩阵,在对上述余量矩阵作主成份分解的基础上建立原始帧序列矩阵的特征图像;按图像统计学的方法对像素的Mahalanobis距离进行定义;在特征图像和像素的Mahalanobis距离基础上建立起对缺陷像素进行识别的数学模型。提出了完整的用于光斑图像高斯盲噪声估计方法;通过实验方法确定了以Lee算法对光斑图像的降噪增强处理时的邻域窗口尺寸。对光斑噪声图像的差分运算,以滑块测试试验求解出盲噪声方差估计值序列,据此匹配出光斑图像的最佳分块数;依据该最佳分块数对光斑图像进行分块并计算出各块的噪声方差,对所求解出的噪声方差值计算直方图,取概率分布值的最大值为盲噪声方差估计值。提出了以信噪比SNR判据与边缘强度比ESR判据相结合的邻域窗口尺寸确定法。提出了用于圆形激光光斑中心检测的混合算法。基于灰度阈值分割下的圆形光斑图像的分割,并以分割出来的圆形光斑作为后续处理的输入;在数学形态学下检测出圆形光斑图像中心区域与边缘;按照Hough变换的思想,以检测出来的圆形光斑边缘在圆形光斑图像的中心区域匹配出其中心像素位置坐标。将所研究的技术模块进行整合,建立了激光头盘垂直度测算系统框架。完整的激光头盘准直度测定系统框架应该包括:光斑图像预处理子系统、激光头-CCD相机间准直子系统、激光头盘准直子系统。给出了上述各子系统的完整的实现流程并且对其中可能引入误差的环节进行了分析。
朱立文[9](2007)在《近场光的分析及其在信息存储技术中的应用》文中研究说明该文介绍近场光研究的现状和近场光的特点,阐述近场光在存储技术中的几种应用技术。
王亮,李庆祥,李玉和,陈张玮[10](2006)在《基于强度干涉原理的双光路动态测量方法》文中研究表明在近场光存储方案中,头盘间距动态测控技术是近场光存储理论和技术的实用化。根据近场光学头的飞行特点,提出了一种基于光强干涉原理的测量系统,重点介绍了其测量原理和标定方法。采用双光路结构来提高测量分辨率,利用光偏振特性来消除反馈光对信号光的干扰。通过对系统性能的分析和试验表明,动态特性达到了500kHz,测量分辨率高于1nm,可满足系统高精度动态测试的要求。
二、近场光存储深亚微米头盘间距测量方法的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、近场光存储深亚微米头盘间距测量方法的研究(论文提纲范文)
(1)基于表面等离激元和声子极化的器件及波导特性研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 表面等离激元 |
1.2.1 金属表面等离激元的特点和研究进展 |
1.2.2 石墨烯表面等离激元的特点和研究进展 |
1.3 六方氮化硼表面声子极化激元 |
1.3.1 六方氮化硼声子极化激元的特点和研究进展 |
1.3.2 混合表面等离激元-声子极化激元模式的特性及应用 |
1.4 本论文的研究内容 |
2 基于表面等离激元的平面波导及相关光器件 |
2.1 引言 |
2.2 介质-石墨烯薄片-介质平面结构的色散特性 |
2.3 金属银薄片-介质平面结构的色散特性 |
2.4 介质-金属银-石墨烯-介质平面结构的色散特性 |
2.5 基于金属银光栅/石墨烯混合结构的吸收器 |
2.5.1 SGGSS结构模型 |
2.5.2 基于SGGSS结构的吸收器数值结果及讨论 |
2.6 基于金属银光栅/石墨烯混合结构的折射率传感器 |
2.7 本章小结 |
3 基于石墨烯及硅光栅的等离子体诱导透明 |
3.1 引言 |
3.2 石墨烯-多层介质结构支持模式色散特性的理论分析 |
3.3 基于石墨烯-间隔层介质-硅光栅结构实现窄带PIT |
3.3.1 石墨烯-间隔层介质-硅光栅结构及数值分析方法 |
3.3.2 基于石墨烯-间隔层介质-硅光栅结构的PIT效应 |
3.4 基于石墨烯-介质-光栅-硅衬底结构的慢光效应 |
3.5 本章小结 |
4 基于h-BN-石墨烯结构RS波段内及RS波段外的PIT |
4.1 引言 |
4.2 基于h-BN-石墨烯-二氧化硅光栅混合结构的PIT |
4.2.1 介质-h-BN-石墨烯-介质多层结构的理论分析 |
4.2.2 h-BN-石墨烯-二氧化硅光栅混合结构的模型介绍 |
4.2.3 HGSG混合结构实现RS高频波段PIT及RS波段外PIT |
4.3 h-BN-石墨烯-传感媒介混合结构实现温度不敏感折射率传感器 |
4.4 本章小结 |
5 石墨烯包覆h-BN纳米线对波导结构及场加强效应的研究 |
5.1 引言 |
5.2 石墨烯包覆h-BN的纳米线对的模型架构与理论分析 |
5.3 石墨烯包覆h-BN纳米线对的数值计算结果及相关讨论 |
5.3.1 不同参数对GHNP支持模式的色散特性的影响 |
5.3.2 SPP-PHP-GHNP最低阶模式的场加强效应 |
5.4 本章小结 |
6 石墨烯hBN三明治型纳米线波导的理论与数值研究 |
6.1 引言 |
6.2 HSGNW结构支持模式的色散特性和传输特性 |
6.2.1 HSGNW结构模型及各向异性材料色散特性理论分析 |
6.2.2 HSGNW结构支持模式的色散和传输特性数值仿真结果及讨论 |
6.3 石墨烯六方氮化硼三明治型纳米线波导对 |
6.4 本章小结 |
7 总结及展望 |
7.1 本论文研究内容的总结 |
7.2 下一步准备开展的研究工作 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
独创性声明 |
学位论文数据集 |
(2)超高磁记录密度硬盘可靠性的仿真研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 硬盘的介绍 |
1.1.1 硬盘存储的特点 |
1.1.2 硬盘的历史 |
1.2 硬盘的主要组成 |
1.2.1 磁头和盘片 |
1.2.2 定位驱动机构 |
1.3 硬盘的数据访问 |
1.3.1 磁道与扇区 |
1.3.2 寻道和磁道跟踪 |
1.4 硬盘的发展趋势 |
1.4.1 面存储密度 |
1.4.2 磁记录新技术 |
1.4.3 面临的问题 |
1.5 国内外研究现状 |
1.5.1 硬盘悬臂梁振动及其抑制的研究 |
1.5.2 寻道运动对磁头动态特性的影响研究 |
1.5.3 硬盘内部颗粒运动轨迹的研究 |
1.6 论文的研究意义及其结构 |
1.6.1 论文的研究意义 |
1.6.2 论文的结构 |
第2章 磁头超微振动特性及基于声压的硬盘磁头超微振动的主动抑制 |
2.1 磁头超微振动的原因 |
2.2 磁头超微振动的抑制方法 |
2.2.1 被动的抑制方法 |
2.2.2 主动的抑制方法 |
2.3 基于声压主动抑制磁头超微振动的模型 |
2.3.1 反馈控制理论模型 |
2.3.2 流-固-声-压电多物理场耦合仿真模型 |
2.4 流-固-声-压电多物理场耦合仿真计算结果 |
2.4.1 内部流场和悬臂梁的流致振动仿真结果 |
2.4.2 PZT引起悬臂梁的声致振动仿真结果 |
2.4.3 悬臂梁的流致振动与声致振动的叠加 |
2.5 本章小结 |
第3章 寻道运动对磁头定位精度的影响 |
3.1 硬盘寻道运动特点 |
3.2 硬盘寻道定位的工作模式及误差 |
3.3 基于动网格和流固耦合方法模拟寻道运动中磁头的振动 |
3.3.1 运用CFD三维动网格方法模拟硬盘寻道运动 |
3.3.2 运用流-固耦合方法模拟寻道运动后的磁头振动 |
3.4 寻道运动后磁头的振动 |
3.4.1 寻道运动后磁头沿水平方向振动的峰-峰值小于6.3 nm所需的时间 |
3.4.2 寻道运动后磁头沿水平方向的振动谱 |
3.5 本章小结 |
第4章 吸附条件及温度对硬盘内部颗粒运动轨迹的影响 |
4.1 硬盘内部颗粒的产生及危害 |
4.2 硬盘内部颗粒运动轨迹的研究 |
4.3 硬盘壁面的吸附条件对颗粒运动轨迹的影响 |
4.3.1 吸附条件的建立 |
4.3.2 颗粒运动的仿真条件 |
4.3.3 考虑吸附条件时硬盘内部颗粒的运动轨迹 |
4.4 硬盘内部温度场对颗粒运动轨迹的影响 |
4.4.1 仿真条件 |
4.4.2 硬盘内部温度场和流场 |
4.4.3 考虑温度时硬盘内部颗粒的运动轨迹 |
4.5 本章小结 |
第5章 寻道运动对硬盘内部颗粒运动轨迹的影响 |
5.1 硬盘寻道运动中颗粒轨迹 |
5.2 运用CFD三维动网格方法模拟硬盘寻道运动 |
5.3 硬盘寻道过程中气流场的动态特性 |
5.4 硬盘寻道运动对颗粒运动轨迹的影响 |
5.4.1 空气硬盘中颗粒的运动轨迹 |
5.4.2 氦气硬盘中颗粒的运动轨迹 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
(3)基于石墨烯等离激元的中红外光场的近场与远场调控(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
第一节 金属表面等离激元简介 |
第二节 石墨烯等离激元 |
第三节 基于石墨烯等离激元的光场调控研究 |
第四节 本论文的主要工作 |
第二章 石墨烯等离激元的近场及远场探测手段 |
第一节 石墨烯等离激元的近场探测手段 |
第二节 石墨烯等离激元的远场探测手段 |
第三章 离子束诱导石墨烯边界对光场的近场调控 |
第一节 离子束诱导石墨烯缺陷 |
第二节 Ga~+离子束诱导石墨烯缺陷边界 |
第三节 缺陷边界对等离激元的可调控反射 |
第四节 离子束影响范围的近场界定 |
第五节 离子束入射角度的影响 |
第六节 本章小结 |
第四章 离子束加工石墨烯微结构中的光场近场调控 |
第一节 石墨烯圆盘中等离激元的近场模式 |
第二节 离子束加工石墨烯圆盘的近场性质 |
第三节 石墨烯偏心圆环的近场性质 |
第四节 本章小结 |
第五章 基于石墨烯等离激元诱导透明现象的光场远场调控 |
第一节 耦合振子模型 |
第二节 Akaike Information Criterion方法 |
第三节 石墨烯耦合体系中的等离激元诱导透明现象 |
第四节 耦合体系对光场的远场调控 |
第五节 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
在学期间的学术成果 |
(4)高密度光存储中基于混合式力矩器的自适应飞高控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题研究的背景和意义 |
1.3 国内外研究概况 |
1.3.1 基于 SIL 的近场光存储技术 |
1.3.2 镜盘间距气浮控制 |
1.3.3 镜盘间距主动控制 |
1.3.4 混合式驱动控制 |
1.4 论文框架 |
第二章 镜盘间距伺服系统设计与问题分析 |
2.1 引言 |
2.2 光学头混合式驱动装置设计 |
2.3 镜盘气体润滑的动力学分析 |
2.4 镜盘接口系统的动力学分析 |
2.4.1 光学头力矩器动力学建模 |
2.4.2 镜盘接口动力学模型 |
2.5 镜盘间距伺服控制问题分析 |
2.6 小结 |
第三章 镜盘间距伺服控制器的设计 |
3.1 引言 |
3.2 基于超前-滞后相位校正器的镜盘间距伺服控制 |
3.2.1 超前-滞后相位校正器的设计 |
3.2.2 超前-滞后相位校正器的仿真 |
3.3 基于 Youla 参数化自适应控制器设计 |
3.3.1 控制对象的广义数学模型建立 |
3.3.2 Youla 参数化控制器设计 |
3.3.3 自适应调节器设计 |
3.3.4 鲁棒性分析 |
3.4 基于 Youla 参数化自适应调节的控制器仿真 |
3.4.1 恒定盘片转速下的仿真测试 |
3.4.2 变化盘片转速下的仿真测试 |
3.5 小结 |
第四章 镜盘间距伺服控制试验验证及结果分析 |
4.1 引言 |
4.2 系统试验平台的搭建 |
4.2.1 混合式驱动装置 |
4.2.2 检测装置 |
4.2.3 控制装置 |
4.2.4 光存储装置以及其他试验装置 |
4.3 基于 Matlab 的实时试验测试 |
4.3.1 系统模型辨识 |
4.3.2 基于 Matlab/Simulink 的控制模块建立 |
4.3.3 试验结果分析 |
4.4 小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文 |
作者在攻读硕士学位期间所作的项目 |
致谢 |
(5)远场超分辨率成像与亚波长聚焦的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 引言 |
1.1 课题研究目的与意义 |
1.2 超分辨率成像技术研究现状 |
1.3 亚波长聚焦和超聚焦效应研究现状 |
1.4 突破衍射极限远场成像的新技术-双曲透镜(Hyperlens) |
1.5 本文的工作及创新点 |
1.6 本文的整体框架结构安排 |
第二章 光学衍射系统与亚波长光学系统 |
2.1 传统光学系统中的衍射极限 |
2.2 近场和远场成像理论 |
2.3 表面等离子激元亚波长光学基本理论 |
2.4 变换光学及Metamaterials |
2.5 本章小结 |
第三章 光刻成像系统中三维掩模近场仿真 |
3.1 光刻成像系统 |
3.2 通用的三维掩模模型 |
3.3 数值仿真与讨论 |
3.4 本章小结 |
第四章 优化双曲透镜实现20纳米以下光刻技术节点 |
4.1 Hyperlens的理论分析 |
4.2 Hyperlens结构优化 |
4.3 数值分析与讨论 |
4.4 本章小结 |
第五章 凹形双曲透镜实现直接缩小成像 |
5.1 Concave Hyperlens的结构设计 |
5.2 Concave Hyperlens的性能分析 |
5.3 数值仿真与结果分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 圆形金属透镜实现远场亚波长超聚焦 |
6.1 金属透镜实现超聚焦的机理 |
6.2 基于介质光栅的远场超聚焦透镜模型 |
6.3 调节焦距的方法分析 |
6.4 金属透镜结构优化、数值仿真与结果分析 |
6.5 使用Metamaterial实现远场亚波长超聚焦 |
6.6 本章小结 |
第七章 结束语及未来工作的展望 |
7.1 本文主要研究结论 |
7.2 未来研究工作展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
(6)纳米光刻技术在纳米光子晶体、超材料和生物学中的应用(论文提纲范文)
目录 |
中文摘要 |
English Abstract |
大纲 |
第一章 纳米光刻技术 |
1.1 纳米科技的定义 |
1.2 纳米科技的分类 |
1.2.1 纳米电子学 |
1.2.2 纳米光学 |
1.2.3 纳米材料学 |
1.2.4 纳米机械 |
1.2.5 纳米生物学 |
1.3 用于纳米科技加工的纳米光刻技术 |
1.3.1 极紫外光刻技术(EUVL) |
1.3.2 电子束光刻技术(EBL) |
1.3.3 纳米压印光刻技术(NIL) |
1.3.4 近场光刻技术(NFL) |
1.4 小结 |
第二章 用于新型化学放大胶的电子束光刻 |
2.1 电子束光刻简介 |
2.1.1 电子束曝光机系统 |
2.1.2 几种常见的电子束曝光系统 |
2.2 化学放大胶 |
2.2.1 化学放大胶的光刻工艺 |
2.2.2 几种常用的化学放大胶 |
2.3 UV1116的电子束光刻特性 |
2.3.1 UV1116的对比度和灵敏度 |
2.3.2 UV1116的分辨率 |
2.3.3 UV1116的抗干腐蚀性 |
2.4 小结 |
第三章 利用电子束直写进行材料表面改性 |
3.1 生物干细胞的"命运"理论 |
3.2 用电子束直写曝光的方式对HSQ薄膜进行表面改性 |
3.2.1 使用电子束曝光固化HSQ薄膜 |
3.2.2 电子束曝光固化HSQ薄膜的表面硬度研究 |
3.3 利用坐标定位法对材料进行电子束改性 |
3.4 以材料改性为基础的人骨髓干细胞培养研究 |
3.5 本章小结 |
第四章 用电子束光刻的方法制作光子准晶纳米透镜 |
4.1 前言 |
4.2 使用UVN-30制备纳米准光子晶体的电子束光刻 |
4.3 一种用于新型纳米透镜的自对准纳米光刻工艺 |
4.3.1 新型纳米准晶透镜的结构设计 |
4.3.2 自对准纳米光刻工艺流程设计 |
4.3.2.1 工艺流程设计1 |
4.3.2.2 工艺流程设计2 |
4.3.3 结果与讨论 |
4.3.3.1 电子束光刻结果 |
4.3.3.2 双层光刻胶间牺牲层 |
4.3.3.3 干法刻蚀结果讨论 |
4.4 本章小结 |
第五章 利用电子束光刻技术制作用于其他纳米光刻技术的纳米结构 |
5.1 前言 |
5.2 用UⅧ光刻胶制作纳米压印光栅模板的电子束光刻 |
5.2.1 纳米压印简介 |
5.2.2 光栅简介 |
5.2.3 制作纳米压印光栅模板的电子束光刻技术 |
5.3 用于手性材料纳米压印模板制备的电子束光刻 |
5.3.1 电子束光刻图形设计 |
5.3.2 电子束光刻工艺流程 |
5.4 用电子束光刻制备近场光刻掩模板 |
5.4.1 近场光刻简介 |
5.4.2 使用电子束曝光制备近场光刻掩模板 |
5.5 本章小结 |
第六章 纳米压印、热压印和紫外固化压印光刻 |
6.1 纳米压印光刻技术的分类 |
6.2 在SU-8光刻胶中压印含有手性单元的光子晶体结构 |
6.2.1 SU-8光刻胶简介 |
6.2.2 含有手性单元的光子晶体超材料 |
6.2.3 对含有手性单元的光子晶体结构的纳米压印工艺 |
6.3 对含有手性单元的光子晶体超材料的光学特性研究 |
6.3.1 对含有手性单元的光子晶体超材料的衍射研究 |
6.3.1.1 对衍射图形的模拟研究 |
6.3.1.2 对衍射图形的实验研究 |
6.3.1.3 对衍射图形的具体数值研究 |
6.3.2 对含有手性单元的光子晶体超材料的手性特征研究 |
6.3.2.1 线性偏振调制为椭圆偏振特性的研究 |
6.3.2.2 偏振光主轴方向偏转的研究 |
6.4 反射性金属手性光子晶体的制备和测量 |
6.5 在石英衬底上含有金属材料手性单元的光子晶体结构的制备 |
6.6 小结 |
第七章 纳米光学光刻法——结合近场光刻与纳米反压印实现大面积纳米光刻 |
7.1 近场光学与近场光刻 |
7.1.1 近场光学 |
7.1.2 近场光刻 |
7.2 近场光刻中光场分布的模拟 |
7.3 近场光刻实验 |
7.4 纳米反压印光刻工艺 |
7.4.1 纳米反压印光刻工艺简介 |
7.4.2 利用纳米反压印转移光刻胶和金属图形 |
7.5 利用纳米反压印光刻工艺转移近场光刻图形 |
7.5.1 向平整性衬底的纳米反压印转移工艺 |
7.5.2 向光纤截面转移图形的纳米反压印工艺 |
7.5.3 实验结果初步测量 |
7.6 小结 |
第八章 总结与未来展望 |
8.1 全文总结 |
8.2 未来展望 |
参考文献 |
发表论文列表 |
致谢 |
(7)表面等离子体增强型T密度近场光存储纳孔光探针阵列研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
目录 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 近场光存储介绍 |
1.3 表面等离子体的特性及在近场光存储中的应用 |
1.4 本论文的研究目的及主要工作 |
第二章 表面等离子体的理论分析及光超常增透的模拟计算 |
2.1 表面等离子体光学简介 |
2.2 表面等离子体的基本性质 |
2.3 纳米孔及其阵列的光传输特性的模拟计算 |
第三章 器件的工艺研究 |
3.1 引言 |
3.2 磁控溅射技术 |
3.3 电子束曝光技术 |
3.4 离子束刻蚀技术 |
3.5 器件制作结果及小结 |
第四章 器件的光学特性研究 |
4.1 近场光的探测原理 |
4.2 光学测试系统的设计和搭建 |
4.3 器件的光学特性实验研究 |
4.4 小结及讨论 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
(8)基于光斑图像分析的光盘驱动器头盘准直系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪言 |
1.1 研究背景 |
1.2 激光头盘准直技术综述 |
1.2.1 生产线上的头盘准直度测量技术概述 |
1.2.2 “光盘国家工程研究中心”头盘准直度测量技术概述 |
1.2.3 PSD 头盘准直度测量方案概述 |
1.3 基于CCD 图像分析的头盘准直度测量方案 |
1.4 CCD 方案中相关图像处理技术概述 |
1.4.1 矩技术概述 |
1.4.2 Hough 变换技术概述 |
1.4.3 数学形态学图像处理技术概述 |
1.5 课题来源及内容安排 |
2 基于CCD 图像分析的头盘准直方案 |
2.1 引言 |
2.2 激光头与激光光斑 |
2.2.1 激光头解析 |
2.2.2 激光光斑 |
2.3 激光头盘准直度检测函数 |
2.3.1 中心光线光路追迹及其偏移量计算函数 |
2.3.2 光斑光路追迹及其偏移量计算函数 |
2.3.3 激光头盘准直度检测函数 |
2.4 基于CCD 图像分析的头盘准直系统设计方案 |
2.4.1 光斑图像增强及特征分析 |
2.4.2 激光头-CCD 相机准直 |
2.4.3 激光头盘准直 |
2.5 本章小结 |
3 激光光斑图像增强处理 |
3.1 引言 |
3.2 基于PCA 的缺陷像素识别 |
3.2.1 特征图像 |
3.2.2 缺陷像素的识别 |
3.2.3 试验分析与展望 |
3.3 光斑图像的高斯盲噪声方差估计 |
3.3.1 图像增强算法 |
3.3.2 高斯盲噪声方差估计 |
3.3.3 试验与分析 |
3.4 光斑图像的增强处理 |
3.4.1 光斑图像降噪增强处理 |
3.4.2 缺陷像素的补偿 |
3.5 本章小结 |
4 激光光斑图像特征分析 |
4.1 引言 |
4.2 光斑图像的分割处理 |
4.2.1 基于灰度阈值的图像分割 |
4.2.2 基于灰度阈值的光斑图像分割 |
4.3 光斑图像特征衍射线的提取 |
4.3.1 光斑图像的细化处理 |
4.3.2 光斑图像特征衍射线的提取 |
4.3.3 试验与分析 |
4.4 混合算法下圆形光斑中心检测 |
4.4.1 圆形光斑中心区域检测 |
4.4.2 圆形光斑边缘检测 |
4.4.3 圆形光斑中心检测 |
4.4.4 试验与分析 |
4.5 本章小结 |
5 激光头盘准直度测量系统 |
5.1 引言 |
5.2 几何矩在光斑图像测量中的应用 |
5.2.1 二值图像几何矩快速算法 |
5.2.2 特征衍射线围成区域面积计算 |
5.3 激光头-CCD 相机准直技术 |
5.3.1 激光头-CCD 相机准直原理 |
5.3.2 激光头-CCD 相机准直 |
5.4 激光头盘准直系统 |
5.4.1 激光头盘准直技术 |
5.4.2 激光头盘准直实现流程 |
5.4.3 系统误差分析 |
5.5 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 存在的问题与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
附录2 PCA 原理及特征 |
附录3 混合算法下宽带多光谱空间的重建 |
(10)基于强度干涉原理的双光路动态测量方法(论文提纲范文)
1 引 言 |
2 测量原理 |
3 光路设计 |
4 系统性能分析 |
4.1 动态特性 |
4.2 分辨率 |
5 结 论 |
四、近场光存储深亚微米头盘间距测量方法的研究(论文参考文献)
- [1]基于表面等离激元和声子极化的器件及波导特性研究[D]. 叶燊. 北京交通大学, 2019(01)
- [2]超高磁记录密度硬盘可靠性的仿真研究[D]. 张国庆. 武汉大学, 2018(06)
- [3]基于石墨烯等离激元的中红外光场的近场与远场调控[D]. 罗维维. 南开大学, 2017(05)
- [4]高密度光存储中基于混合式力矩器的自适应飞高控制研究[D]. 李阳. 上海大学, 2014(02)
- [5]远场超分辨率成像与亚波长聚焦的研究[D]. 程琳. 兰州大学, 2011(10)
- [6]纳米光刻技术在纳米光子晶体、超材料和生物学中的应用[D]. 陆冰睿. 复旦大学, 2010(11)
- [7]表面等离子体增强型T密度近场光存储纳孔光探针阵列研究[D]. 张晓东. 长春理工大学, 2009(02)
- [8]基于光斑图像分析的光盘驱动器头盘准直系统研究[D]. 孔令罔. 华中科技大学, 2007(05)
- [9]近场光的分析及其在信息存储技术中的应用[J]. 朱立文. 鄂州大学学报, 2007(02)
- [10]基于强度干涉原理的双光路动态测量方法[J]. 王亮,李庆祥,李玉和,陈张玮. 光学技术, 2006(04)