本发明提供一种基于双光束分辨的光盘存储装置及方法，包括激发光生成组件，用于生成第一线偏振光；STED光生成组件，用于生成中心光强为零的空心涡旋光；合并组件，用于将第一线偏振光和空心涡旋光合并为中心重合的记录光；引导光生成组件，用于生成第二线偏振光，并接收所述引导层产生的跟踪误差光；聚焦组件，包括物镜，用于将所述记录光聚焦至记录层，将所述第二线偏振光聚焦至引导层，以及将所述引导层产生的跟踪误差光返回至所述引导光生成组件；跟踪伺服组件，用于根据所述引导层产生的跟踪误差光控制所述物镜在半径方向上的移动。本发明的基于双光束分辨的光盘存储装置及方法解决了因衍射极限的约束而无法继续提升光盘存储容量的问题。
1.一种基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：包括：
抑制光生成组件，用于生成中心光强为零的空心涡旋光；
合并组件，用于将所述第一线偏振光和所述空心涡旋光合并为中心重合的记录光；
所述激发光生成组件包括依次相连的第一激光光源、第一聚焦透镜、第一光束整形组件和线偏振光生成组件；所述第一激光光源用于生成椭圆激发光，所述第一聚焦透镜用于对所述椭圆激发光进行准直处理；所述第一光束整形组件用于将准直处理后的椭圆激发光整形圆形光；所述线偏振光生成组件用于将所述圆形光处理为第一线偏振光。
2.根据权利要求1所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述第一光束整形组件包括相连的第一棱镜和第二棱镜；所述线偏振光生成组件包括依次相连的第一声光调制器、反射镜和第一偏振分束片；所述第一声光调制器用于调节圆形光的光强，所述反射镜用于使所述圆形光的光路紧凑，所述第一偏振分束片用于将经所述反射镜处理后的圆形光处理为第一线偏振光。
3.根据权利要求1所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述抑制光生成组件包括依次相连的第二激光光源、第二聚焦透镜、第二光束整形组件和涡旋光生成组件；所述第二激光光源用于生成椭圆激发光，所述第二聚焦透镜用于对所述椭圆激发光进行准直处理；所述第二光束整形组件用于将准直处理后的椭圆激发光整形圆形光；所述涡旋光生成组件用于将所述圆形光处理为中心光强为零的空心涡旋光。
4.根据权利要求3所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述第二光束整形组件包括相连的第三棱镜和第四棱镜；所述涡旋光生成组件包括依次相连的第二声光调制器、第二偏振分束片和涡旋相位板；所述第二声光调制器用于调节圆形光的光强，所述第二偏振分束片用于将经所述第二声光调制器处理后的圆形光束处理为线偏振光，所述涡旋相位板用于将所述线偏振光处理为中心光强为零的空心涡旋光。
5.根据权利要求1所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述合并组件包括依次相连的二相色透镜、第三偏振分束片和第一可移动透镜；所述二相色透镜用于将所述第一线偏振光反射至所述第三偏振分束片，所述空心涡旋光透射至所述第三偏振分束片；所述第三偏振分束片用于将接收到的光束透射至所述第一可移动透镜，所述第一可移动透镜用于通过改变光程来降低所述第三偏振分束片处理后的光束产生的球差，以得到所述记录光。
6.根据权利要求1所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：还包括：
引导光生成组件，用于生成第二线偏振光，并接收光盘一引导层产生的跟踪误差光；聚焦组件，包括物镜，用于将所述记录光聚焦至光盘一记录层，将所述第二线偏振光聚焦至所述引导层，以及将所述引导层产生的跟踪误差光返回至所述引导光生成组件；
跟踪伺服组件，与所述引导光生成组件相连，用于根据所述引导光生成组件传送来的跟踪误差光控制所述物镜在半径方向上的移动。
7.根据权利要求6所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述引导光生成组件包括依次相连的第三激光光源、第三聚焦透镜、第四偏振分束片和第二可移动透镜；
所述第三激光光源用于生成激发光；所述第三聚焦透镜用于对所述激发光进行准直处理；
所述第四偏振分束片用于将准直处理后的激发光透射至所述第二可移动透镜，以及将所述引导层产生的跟踪误差光反射至所述跟踪伺服组件；所述第二可移动透镜用于在光轴方向移动来降低所述第四偏振分束片处理后的光产生的球差，以得到所述第二线偏振光。
8.根据权利要求6所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述聚焦组件包括依次相连的二相色棱镜、第四聚焦透镜、1/4波片和物镜；所述二相色棱镜用于将所述第二线偏振光透射至所述第四聚焦透镜，将所述记录光反射至所述第四聚焦透镜；所述第四聚焦透镜用于对所述第二线偏振光和所述记录光进行准直处理；所述1/4波片用于将所述准直处理后的第二线偏振光和记录光处理为圆偏振光；所述物镜用于将处理后的记录光聚焦至所述记录层，将处理后的第二线偏振光聚焦至所述引导层。
9.根据权利要求6所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述跟踪伺服组件包括依次相连的第五聚焦透镜、第一光电二极管和跟踪伺服系统；所述第五聚焦透镜用于将所述跟踪误差光聚焦至所述第一光电二极管；所述第一光电二极管用于将所述聚焦后的跟踪误差光转换为跟踪误差电信号；所述跟踪伺服系统用于根据所述跟踪误差电信号控制所述物镜在半径方向上的移动。
10.根据权利要求6所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：当所述光盘包括至少两个记录层时，还包括与所述合并组件相连的聚焦伺服组件，用于经由所述聚焦组件和所述合并组件接收当前记录层产生的记录误差光，以及根据所述记录误差光控制所述物镜在光轴方向上的移动。
11.根据权利要求10所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述聚焦伺服组件包括依次相连的第六聚焦透镜、第二光电二极管和聚焦伺服系统；所述第六聚焦透镜用于将所述记录误差光聚焦至所述第二光电二极管；所述第二光电二极管用于将所述聚焦后的记录误差光转换为记录误差电信号；所述聚焦伺服系统用于根据所述记录误差电信号控制所述物镜在光轴方向上的移动。
12.根据权利要求6所述的基于双光束分辨的光盘存储装置，其特征在于：所述第二线偏振光与所述记录光中心重合。
13.一种基于双光束分辨的光盘存储方法，其特征在于：包括以下步骤：
将所述第一线偏振光和所述空心涡旋光合并为中心重合的记录光；
激发光生成组件生成所述第一线偏振光，所述激发光生成组件包括依次相连的第一激光光源、第一聚焦透镜、第一光束整形组件和线偏振光生成组件；所述第一激光光源用于生成椭圆激发光，所述第一聚焦透镜用于对所述椭圆激发光进行准直处理；所述第一光束整形组件用于将准直处理后的椭圆激发光整形圆形光；所述线偏振光生成组件用于将所述圆形光处理为第一线偏振光。
14.根据权利要求13所述的基于双光束分辨的光盘存储方法，其特征在于：还包括：
将所述记录光聚焦至光盘一记录层，将所述第二线偏振光聚焦至光盘一引导层；
根据所述引导层产生的跟踪误差光控制物镜在半径方向上的移动。
15.根据权利要求14所述的基于双光束分辨的光盘存储方法，其特征在于：当所述光盘包括至少两个记录层时，还包括：根据当前记录层产生的记录误差光控制所述物镜在光轴方向上的移动。
基于双光束超分辨的多层光盘存储装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及存储介质的技术领域，特别是涉及一种基于双光束分辨的光盘存储装置及方法。
背景技术
[0002] 随着因特网技术的不断发展，数字数据的存储量与日俱增。许多公司、银行、政府以及科研机构都拥有PB字节级别的信息量需要存储；而现有的硬盘存储技术已经很难满足当代社会发展的需求。光子既是能量的载体又是信息的载体，因此利用光进行信息的存储有望成为下一代信息存储技术的核心。
[0003] 近40年左右，有两种光存储技术被提出并取得了不断的进步，即体全息存储技术和基于位存储的光存储技术。
[0004] 体全息存储技术主要是利用存储材料的光折变性存储信息。这种光存储方式是利用物光束和参考光束的相互干涉来记录信息，因而要求两束光高度相干。
[0005] 基于位存储的光存储技术利用光子所产生介质的物理或化学性质的改变，如光致荧光变化或者光致折射率变化，将信息记录到媒介体内。80年代初，用聚焦激光在光盘媒质表层引起局域折射率变化，标志着第一代光存储装置CD的开始，存储量大约0.7GB/盘左右。第二代DVD和第三代BD(Blu-ray Disc，蓝光光碟)通过提高写入物镜的数值孔径同时减小写入激光的波长来提高存储密度，存储容量分别可以达到4.7GB/盘和23.5GB/盘左右。后续的多层DVD和BD也不能满足当代技术对信息存储量的要求。这是因为当光束聚焦到媒质内部时，光学散射使得聚焦效率和记录效率极大衰减，大大限制了多层光盘技术的发展。
[0006] 由于受衍射极限的约束，物镜的数值孔径不可能无限增大，写入激光的波长也不可能无限减小，导致在BD之后光盘的存储容量就没有出现有效的改善。另外，传统的二维光学面存储方式所存储的信息其实只占用了光盘的很小一部分，这就迫切的需求促进三维光存储技术的发展。
发明内容
[0007] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于双光束分辨的光盘存储装置及方法，用于解决现有技术中因衍射极限的约束而无法继续提升光盘存储容量的问题。
[0008] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于双光束分辨的光盘存储装置，包括：激发光生成组件，用于生成第一线偏振光；抑制光生成组件，用于生成中心光强为零的空心涡旋光；合并组件，用于将所述第一线偏振光和所述空心涡旋光合并为中心重合的记录光。
[0009] 于本发明一实施例中，所述激发光生成组件包括依次相连的第一激光光源、第一聚焦透镜、第一光束整形组件和线偏振光生成组件；所述第一激光光源用于生成椭圆激发光，所述第一聚焦透镜用于对所述椭圆激发光进行准直处理；所述光束整形组件用于将准直处理后的椭圆激发光整形圆形光；所述线偏振光生成组件用于将所述圆形光处理为第一线偏振光。
[0010] 于本发明一实施例中，所述第一光束整形组件包括相连的第一棱镜和第二棱镜；所述线偏振光生成组件包括依次相连的第一声光调制器、反射镜和第一偏振分束片；所述第一声光调制器用于调节圆形光的光强，所述反射镜用于使所述圆形光的光路紧凑，所述第一偏振分束片用于将经所述反射镜处理后的圆形光处理为第一线偏振光。
[0011] 于本发明一实施例中，所述抑制光生成组件包括依次相连的第二激光光源、第二聚焦透镜、第二光束整形组件和涡旋光生成组件；所述第二激光光源用于生成椭圆激发光，所述第二聚焦透镜用于对所述椭圆激发光进行准直处理；所述第二光束整形组件用于将准直处理后的椭圆激发光整形圆形光；所述涡旋光生成组件用于将所述圆形光处理为中心光强为零的空心涡旋光。
[0012] 于本发明一实施例中，所述第二光束整形组件包括相连的第三棱镜和第四棱镜；所述涡旋光生成组件包括依次相连的第二声光调制器、第二偏振分束片和涡旋相位板；所述第二声光调制器用于调节圆形光的光强，所述第二偏振分束片用于将经所述第二声光调制器处理后的圆形光束处理为线偏振光，所述涡旋相位板用于将所述线偏振光处理为中心光强为零的空心涡旋光。
[0013] 于本发明一实施例中，所述合并组件包括依次相连的二相色透镜、第三偏振分束片和第一可移动透镜；所述二相色透镜用于将所述第一线偏振光反射至所述第三偏振分束片，所述空心涡旋光透射至所述第三偏振分束片；所述第三偏振分束片用于将接收到的光束透射至所述第一可移动透镜，所述第一可移动透镜用于通过改变光程来降低所述第三偏振分束片处理后的光束产生的球差，以得到所述记录光。
[0014] 于本发明一实施例中，还包括：
[0015] 引导光生成组件，用于生成第二线偏振光，并接收光盘一引导层产生的跟踪误差光；
[0016] 聚焦组件，包括物镜，用于将所述记录光聚焦至光盘一记录层，将所述第二线偏振光聚焦至所述引导层，以及将所述引导层产生的跟踪误差光返回至所述引导光生成组件；
[0017] 跟踪伺服组件，与所述引导光生成组件相连，用于根据所述引导光生成组件传送来的跟踪误差光控制所述物镜在半径方向上的移动。
[0018] 于本发明一实施例中，所述引导光生成组件包括依次相连的第三激光光源、第三聚焦透镜、第四偏振分束片和第二可移动透镜；所述第三激光光源用于生成激发光；所述第三聚焦透镜用于对所述激发光进行准直处理；所述第四偏振分束片用于将准直处理后的激发光透射至所述第二可移动透镜，以及将所述引导层产生的跟踪误差光反射至所述跟踪伺服组件；所述第二可移动透镜用于在光轴方向移动来降低所述第四偏振分束片处理后的光产生的球差，以得到所述第二线偏振光。
[0019] 于本发明一实施例中，所述聚焦组件包括依次相连的二相色棱镜、第四聚焦透镜、1/4波片和物镜；所述二相色棱镜用于将所述第二线偏振光透射至所述第四聚焦透镜，将所述记录光反射至所述第四聚焦透镜；所述第四聚焦透镜用于对所述第二线偏振光和所述记录光进行准直处理；所述1/4波片用于将所述准直处理后的第二线偏振光和记录光处理为圆偏振光；所述物镜用于将处理后的记录光聚焦至所述记录层，将处理后的第二线偏振光聚焦至所述引导层。
[0020] 于本发明一实施例中，所述跟踪伺服组件包括依次相连的第五聚焦透镜、第一光电二极管和跟踪伺服系统；所述第五聚焦透镜用于将所述跟踪误差光聚焦至所述第一光电二极管；所述第一光电二极管用于将所述聚焦后的跟踪误差光转换为跟踪误差电信号；所述跟踪伺服系统用于根据所述跟踪误差电信号控制所述物镜在半径方向上的移动。
[0021] 于本发明一实施例中，当所述光盘包括至少两个记录层时，还包括与所述合并组件相连的聚焦伺服组件，用于经由所述聚焦组件和所述合并组件接收当前记录层产生的记录误差光，以及根据所述记录误差光控制所述物镜在光轴方向上的移动。
[0022] 于本发明一实施例中，所述聚焦伺服组件包括依次相连的第六聚焦透镜、第二光电二极管和聚焦伺服系统；所述第六聚焦透镜用于将所述记录误差光聚焦至所述第二光电二极管；所述第二光电二极管用于将所述聚焦后的记录误差光转换为记录误差电信号；所述聚焦伺服系统用于根据所述记录误差电信号控制所述物镜在光轴方向上的移动。
[0023] 于本发明一实施例中，所述第二线偏振光与所述记录光中心重合。
[0024] 同时，本发明还提供一种基于双光束分辨的光盘存储方法，包括以下步骤：
[0025] 生成第一线偏振光；
[0026] 生成中心光强为零的空心涡旋光；
[0027] 将所述第一线偏振光和所述空心涡旋光合并为中心重合的记录光。
[0028] 于本发明一实施例中，还包括：
[0029] 生成第二线偏振光；
[0030] 将所述记录光聚焦至光盘一记录层，将所述第二线偏振光聚焦至光盘一引导层；
[0031] 根据所述引导层产生的跟踪误差光控制物镜在半径方向上的移动。
[0032] 于本发明一实施例中，当所述光盘包括至少两个记录层时，还包括：
[0033] 根据当前记录层产生的记录误差光控制所述物镜在光轴方向上的移动。
[0034] 如上所述，本发明的基于双光束分辨的光盘存储装置及方法，具有以下有益效果：
[0035] (1)通过光盘引导层上的沟槽结构来引导物镜在半径方向上的移动，通过光盘记录层上产生的聚焦误差信号来控制物镜在光轴方向上的移动，通过聚焦伺服系统和跟踪伺服系统精准地实现多层光盘大数据的光存储；
[0036] (2)突破了衍射极限的约束，通过采用双光束超分辨技术减小有效光斑的尺寸从而极大地提升了光盘的存储密度；
[0037] (3)由于双光束超分辨的记录光斑尺寸很小，采用光盘中所包含的引导层来引导物镜的运动，实现了光学头聚焦的高准确性；
[0038] (4)操作简单，灵活方便，信噪比高，存储容量大。
附图说明
[0039] 图1显示为本发明的基于双光束分辨的光盘存储装置于一实施例中的结构示意图；
[0040] 图2显示为本发明的基于双光束分辨的光盘存储装置于又一实施例中的结构示意图；
[0041] 图3显示为本发明的基于双光束分辨的光盘存储装置于另一实施例中的结构示意图；
[0042] 图4显示为本发明的基于双光束分辨的光盘存储装置于再一实施例中的结构示意图；
[0043] 图5显示为本发明的基于双光束分辨的光盘存储方法于一实施例中的流程图。
[0044] 元件标号说明
[0045] 10 激发光生成组件
[0046] 20 抑制光生成组件
[0047] 30 合并组件
[0048] 40 引导光生成组件
[0049] 50 聚焦组件
[0050] 60 跟踪伺服组件
[0051] 70 聚焦伺服组件
[0052] 1 第一激光光源
[0053] 2 第一聚焦透镜
[0054] 3 第一棱镜
[0055] 4 第二棱镜
[0056] 5 第一声光调制器
[0057] 6 反射镜
[0058] 7 第一偏振分束片
[0059] 8 第二激光光源
[0060] 9 第二聚焦透镜
[0061] 10 第三棱镜
[0062] 11 第四棱镜
[0063] 12 第二声光调制器
[0064] 13 第二偏振分束片
[0065] 14 涡旋相位板
[0066] 15 二相色透镜
[0067] 16 第三偏振分束片
[0068] 17 第一可移动透镜系统
[0069] 18 第三激光光源
[0070] 19 第三聚焦透镜
[0071] 20 第四偏振分束片
[0072] 21 第二可移动透镜系统
[0073] 22 二相色棱镜
[0074] 23 第四聚焦透镜
[0075] 24 1/4波片
[0076] 25 物镜
[0077] 26 光盘
[0078] 27 第五聚焦透镜
[0079] 28 第一光电二极管
[0080] 29 跟踪伺服系统
[0081] 30 第六聚焦透镜
[0082] 31 第二光电二极管
[0083] 32 聚焦伺服系统
具体实施方式
[0084] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0085] 须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0086] 本发明所涉及的多层光盘包括一引导层和多个记录层。优选地，引导层为设置在光盘最底部的一层沟槽结构，用于控制物镜在半径方向上的移动。记录层用于实现数据的存储。
[0087] STED(stimulated emission depletion，受激发射损耗)显微镜需要两束严格共轴的激光，其中一束为激发光，另外一束为损耗光(也称STED光)。利用激发光使艾里斑范围内的荧光分子被激发，其电子从基态跃迁到激发态。随后，使用甜甜圈型的损耗光照射样品，使得处于激发光斑外围的激发态分子以受激辐射的方式释放能量回到基态，而位于激发光斑内部区域的激发态分子则不受损耗光的影响，继续以自发荧光的方式回到基态。这种照明方式的组合，将荧光发射区域限制在小于艾里斑的区域内，获得了一个小于衍射极限的荧光发光点。上述即为双光束超分辨技术。
[0088] 因此，基于双光束超分辨技术在进行光盘的数据存储时，一束受衍射极限约束的高斯形激发光聚焦在光盘记录层上用来引发光记录，另外一束中心光强为零的涡旋圆形聚焦光斑(也称为STED光)来抑制光记录，且这两束光的中心相互重合。此时，光记录现象只能发生在聚焦光斑的中心而边缘处被抑制，从而减小了有效记录光斑的尺寸，达到通过增加记录密度提升存储容量的目的。
[0089] 于一实施例中，如图1所示，本发明的基于双光束分辨的光盘存储装置包括：
[0090] 激发光生成组件10，用于生成第一线偏振光。
[0091] 抑制光生成组件20，用于生成中心光强为零的空心涡旋光。
[0092] 合并组件30，用于将所述第一线偏振光和所述空心涡旋光合并为中心重合的记录光。
[0093] 通过采用上述记录光，减小了有效记录光斑的尺寸，从而达到通过增加记录密度提升存储容量。
[0094] 设定光盘包括引导层和一个记录层。如图2所示，于又一实施例中，本发明的基于双光束分辨的光盘存储装置还包括：
[0095] 引导光生成组件40，用于生成第二线偏振光，并接收所述引导层产生的跟踪误差光。
[0096] 聚焦组件50，包括物镜，用于将所述记录光聚焦至所述记录层，将所述第二线偏振光聚焦至所述引导层，以及将所述引导层产生的跟踪误差光返回至所述引导光生成组件。
[0097] 跟踪伺服组件60，与所述引导光生成组件相连，用于根据所述引导光生成组件传送来的跟踪误差光控制所述物镜在半径方向上的移动。
[0098] 通过引导光生成组件40、聚焦组件50和跟踪伺服组件60的相互配合，采用光盘中所包含的引导层来引导物镜的运动，实现了单个记录层上的光学头聚焦的高准确性。
[0099] 于另一实施例中，设定光盘包括引导层和至少两个记录层。如图3所示，本发明的基于双光束分辨的光盘存储装置还包括与所述合并组件相连的聚焦伺服组件70，用于经由所述聚焦组件和所述合并组件接收所述记录层产生的记录误差光，以及根据所述记录误差光控制所述物镜在光轴方向上的移动。
[0100] 通过聚焦伺服组件70的设置，实现了多个记录层之间的精确切换，进而保证了多层光盘的信息存储。
[0101] 下面通过具体实施例来进一步阐述本发明的基于双光束分辨的光盘存储装置。
[0102] 如图4所示，所述激发光生成组件包括依次相连的第一激光光源1、第一聚焦透镜2、第一光束整形组件和线偏振光生成组件；所述第一激光光源1用于生成椭圆激发光，所述第一聚焦透镜2用于对所述椭圆激发光进行准直处理；所述光束整形组件用于将准直处理后的椭圆激发光整形圆形光；所述线偏振光生成组件用于将所述圆形光处理为第一线偏振光。
[0103] 于本发明一实施例中，所述第一光束整形组件包括相连的第一棱镜3和第二棱镜4。光束整形是为了提高光束的能量利用率。第一棱镜3和第二棱镜4之间的夹角需根据对实际光束的要求来调整。之所以使用两个棱镜来进行光束整形，是因为一个棱镜的整形效果不好。所述线偏振光生成组件包括依次相连的第一声光调制器5、反射镜6和第一偏振分束片7；所述第一声光调制器5用于调节圆形光的光强，所述反射镜6用于使所述圆形光的光路紧凑，所述第一偏振分束片7用于将经所述反射镜处理后的圆形光处理为第一线偏振光。需要说明的上，本发明中所采用的激光光源均为半导体激光器，发出的光束都是不完整的球面波形，但由于对激发光的光束质量要求较高，所以必须要用整形元件对激发光进行光束整形，使其成为质量较好的圆形光束。
[0104] 所述抑制光生成组件包括依次相连的第二激光光源8、第二聚焦透镜9、第二光束整形组件和涡旋光生成组件；所述第二激光光源8用于生成椭圆激发光，所述第二聚焦透镜9用于对所述椭圆激发光进行准直处理；所述第二光束整形组件用于将准直处理后的椭圆激发光整形圆形光；所述涡旋光生成组件用于将所述圆形光处理为中心光强为零的空心涡旋光。
[0105] 于本发明一实施例中，所述第二光束整形组件包括相连的第三棱镜10和第四棱镜11。同理，采用两个棱镜是为了更好地实现光束整形。所述涡旋光生成组件包括依次相连的第二声光调制器12、第二偏振分束片13和涡旋相位板14；所述第二声光调制器12用于调节圆形光的光强，所述第二偏振分束片13用于将经所述第二声光调制器12处理后的圆形光束处理为线偏振光，所述涡旋相位板14用于将所述线偏振光处理为中心光强为零的空心涡旋光。其中，所述的涡旋相位板14产生的是圆偏振的空心涡旋光，即光波的波前是螺旋状结构，中心光强为零，这样就能保证光记录过程只能发生在聚焦光斑的中心，通过提升抑制光的光强能减小有效记录光斑的尺寸从而提升存储密度。需要说明的上，本发明中所采用的激光光源均为半导体激光器，发出的光束都是不完整的球面波形，但由于对抑制光的光束质量要求较高，所以必须要用整形元件对抑制光进行光束整形，使其成为质量较好的圆形光束。
[0106] 所述合并组件包括依次相连的二相色透镜15、第三偏振分束片16和第一可移动透镜17；所述二相色透镜15用于将所述第一线偏振光反射至所述第三偏振分束片16，所述空心涡旋光透射至所述第三偏振分束片16；所述第三偏振分束片16用于将接收到的光束透射至所述第一可移动透镜17，所述第一可移动透镜17用于通过改变光程来降低所述第三偏振分束片16处理后的光束产生的球差，以得到所述中心重合的记录光。优选地，所述第一可移动透镜17可通过手动或者步进电机等机构进行水平方向上的移动。需要说明的是，所述第一线偏振光和所述空心涡旋光的中心须重合，否则会影响超分辨的精度，进而影响存储密度。
[0107] 所述引导光生成组件包括依次相连的第三激光光源18、第三聚焦透镜19、第四偏振分束片20和第二可移动透镜21。所述第三激光光源18用于生成激发光；所述第三聚焦透镜19用于对所述激发光进行准直处理；所述第四偏振分束片20用于将准直处理后的激发光透射至所述第二可移动透镜21，以及将所述引导层产生的跟踪误差光反射至所述跟踪伺服组件；所述第二可移动透镜21用于在光轴方向移动来降低所述第四偏振分束片20处理后的光产生的球差，以得到所述第二线偏振光。其中，引导层产生的跟踪误差光沿聚焦组件和引导光生成组件原路返回，并在所述第四偏振分束片20反射至所述跟踪伺服组件。
[0108] 所述聚焦组件包括依次相连的二相色棱镜22、第四聚焦透镜23、1/4波片24和物镜25；所述二相色棱镜22用于将所述第二线偏振光透射至所述第四聚焦透镜23，将所述记录光反射至所述第四聚焦透镜23；所述第四聚焦透镜23用于对所述第二线偏振光和所述记录光进行准直处理；所述1/4波片24用于将所述准直处理后的第二线偏振光和记录光处理为圆偏振光；所述物镜25用于将处理后的记录光聚焦至所述记录层，将处理后的第二线偏振光聚焦至所述引导层。
[0109] 所述跟踪伺服组件包括依次相连的第五聚焦透镜27、第一光电二极管28和跟踪伺服系统29；所述第五聚焦透镜27用于将所述跟踪误差光聚焦至所述第一光电二极管28；所述第一光电二极管28用于将所述聚焦后的跟踪误差光转换为跟踪误差电信号；所述跟踪伺服系统29用于根据所述跟踪误差电信号控制所述物镜在半径方向上的移动。
[0110] 当包括光盘26至少两个记录层时，该实施例的的基于双光束分辨的光盘存储装置还包括与所述合并组件相连的聚焦伺服组件，用于经由所述聚焦组件和所述合并组件接收当前记录层产生的记录误差光，以及根据所述记录误差光控制所述物镜在光轴方向上的移动。
[0111] 于本发明一实施例中，所述聚焦伺服组件包括依次相连的第六聚焦透镜30、第二光电二极管31和聚焦伺服系统32。记录层产生的记录误差光沿聚焦组件原路返回，并经由二相色棱镜反射至合并组件，并在第三偏振分束片16上反射至所述第六聚焦透镜30。所述第六聚焦透镜30用于将所述记录误差光聚焦至所述第二光电二极管31；所述第二光电二极管31用于将所述聚焦后的记录误差光转换为记录误差电信号；所述聚焦伺服系统32用于根据所述记录误差电信号控制所述物镜在光轴方向上的移动。
[0112] 为了具有较高的信噪比，第一线偏振光、空心涡旋光和第二线偏振光这三束光的中心必须重合。本发明的基于双光束分辨的光盘存储装置在聚焦伺服系统和跟踪伺服系统的作用下，通过引导层上的沟槽结构来控制物镜在半径方向上的运动，通过记录层上产生的记录误差信号用来控制物镜在光轴方向上的移动，从而精准地实现多层光盘的光存储。
[0113] 如图5所示，于一实施例中，本发明的基于双光束分辨的光盘存储方法，包括以下步骤：
[0114] 步骤S1、生成第一线偏振光。
[0115] 步骤S2、生成中心光强为零的空心涡旋光。
[0116] 步骤S3、将所述第一线偏振光和所述空心涡旋光合并为中心重合的记录光。
[0117] 步骤S4、生成第二线偏振光。
[0118] 步骤S5、将所述记录光聚焦至光盘一记录层，将所述第二线偏振光聚焦至光盘一引导层。
[0119] 步骤S6、根据所述引导层产生的跟踪误差光控制物镜在半径方向上的移动。
[0120] 步骤S7、根据当前记录层产生的记录误差光控制所述物镜在光轴方向上的移动。
[0121] 其中，步骤S1-S3用于生成记录光，步骤S4-S6用于在单层记录层上进行数据存储，步骤S7用于在多层记录层之间进行切换。上述各个步骤的具体实施方式如前所述，故在此不再赘述。
[0122] 综上所述，本发明的基于双光束分辨的光盘存储装置及方法通过光盘引导层上的沟槽结构来引导物镜在半径方向上的移动，通过光盘记录层上产生的聚焦误差信号来控制物镜在光轴方向上的移动，通过聚焦伺服系统和跟踪伺服系统精准地实现多层光盘大数据的光存储；突破了衍射极限的约束，通过采用双光束超分辨技术减小有效光斑的尺寸从而极大地提升了光盘的存储密度；由于双光束超分辨的记录光斑尺寸很小，采用光盘中所包含的引导层来引导物镜的运动，实现了光学头聚焦的高准确性；操作简单，灵活方便，信噪比高，存储容量大。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0123] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
