基于亚波长金属孔径异常光透射性能的光存储构想及实验基础研究

研究发现位于薄金属板的亚波长孔径具有超强的光透射特性，并且透射光谱特征对孔径的尺寸、形状、材料等因素非常敏感。亚波长金属孔径的该项特性使其在生物传感、纳米蚀刻、太阳能电池及光存储等领域具有非常好的应用前景。.本项目以亚波长金属孔径(单个、组合或阵列)的异常光透射特性为基础，提出基于亚波长金属孔径异常光透射性能的光存储构想，并进行关键技术研究。研究的主要内容包括：建立基于亚波长金属孔径的透射型光存储理论模型，设计合适的记录符形貌特征，对记录符的读出信号进行理论仿真和实验基础研究。.本项目的顺利实施，对于研发超高密度光存储系统具有十分重要的意义，有利于我国具有自主知识产权的下一代光存储格式的建立。

本项目针对基于亚波长金属孔径异常光透射性能的光存储构想进行了理论及实验研究，项目的研究工作主要分为透射型纳米光盘理论模型的建立、记录符的设计及制造、读出信号的仿真与测试三个方面。.首先，建立了适用于所设计透射型纳米光盘的光存储模型。主要包括亚波长金属孔径、组合及其阵列读出信号的计算模型、记录符近场电磁场分布特征与远场读出信号的对应关系等。记录符读出信号的实验测试结果证明了我们所建立光存储模型的正确性。其次，提出了基于多层等离激元杂化模型的亚波长金属记录符设计方法，采用聚焦离子束刻蚀和电子束刻蚀两种方法制造了4套完整的记录符结构，并进行了记录符的微观形貌特征测量与分析。最后，对所制造记录符进行了读出信号的仿真与实验测试，结果表明理论与实际读出信号符合性较好，不同形貌特征记录符读出信号之间的差异明显，区分度较好，可以较好的进行记录符的区分与解码。经过理论分析及实验研究证明本项目所提出的基于亚波长金属孔径异常光透射性能光存储构想可行，可以大幅度提高光存储密度。本项目的顺利实施为第四代光存储技术的建立提供了一个新分支，为建立我国具有自主知识产权的光信息存储格式提供了理论依据与实验基础。.在本项目的资助下，本课题组已经在Advanced Optical Materials，Nanoscale，Applied Physics Letter，Optics Letters等国际著名杂志发表SCI收录论文7篇，并在国际顶级光电子会议CLEO2012上口头报告研究成果。.