三维全息显示能够表现出与真实物体一样的深度和视差，是一种理想的三维显示方法。但是，三维物体计算全息图计算复杂且计算量巨大，因此，如何快速生成三维物体计算全息图是数字三维全息动态显示中的关键问题之一。本文首先论述了数字全息三维显示的关键技术，包括物点散射法、体视全息法、层析法等三种三维物体计算全息图实现方法，一种RGB分离的真彩色全息显示实现方法和若干提高全息再现像质的方法; 然后对几种最新典型的数字三维全息显示系统进行了技术分析; 最后总结了数字全息三维显示领域的发展动态，指出三维全息显示技术会朝着实时、动态、更大尺寸、更高分辨率方向发展。

非晶硅薄膜太阳能电池制备过程中的激光刻线工艺要求刻线宽度在30 μm～50 μm之间，死区范围小于300 μm，刻线深度符合工艺要求。这不仅要求激光器具有较高的光束质量，而且要求光学系统具有较高的成像质量和较宽的焦深。设计了单激光器四分光路的激光刻线系统。采用设计的激光刻线装置，在1 400 mm×1 100 mm×3.2 mm玻璃基板上进行刻线试验，分别得到刻线P1，P2，P3的线宽为35 μm，50 μm和45 μm，死区范围(P1至P3的距离)为287 μm，最终深度分别为0.98 μm，0.24 μm和0.58 μm，刻线宽度和深度均符合薄膜太阳能电池制备工艺要求。

波形调制多阶的时钟恢复后的读出信号跟符号序列没有对应关系,部分响应最大似然(PRML)检测不能直接使用。提出了一种基于最小欧氏距离的自适应阶次检测方法,该方法用实际波形与标准波形的欧氏距离作为阶次检测的依据。自适应调整能让设定的标准波形值向实际波形接近。保护机制能防止设定的标准波形严重偏离真实值。实验结果表明,在不调整参数的情况下,该检测方法能对不同批次盘片获得相当的阶次错误率2×10-4以下。该方法对缺陷盘片也有很好的适应性。使用该检测方法的播放系统实现了高清视频的连续稳定播放。

建立了光盘母盘刻录的光刻模型。该模型使用矢量衍射来计算聚焦光斑的光强分布,使用多层薄膜的光传导来描述光在光刻胶中的传播。给出了关键工艺参数,例如光刻胶厚度、显影液浓度和显影时间,实验研究了这些参数对典型坑点的深度和宽度的影响并进行了仿真。研究结果表明,光刻胶厚度的减小会引起宽度的增大和深度的减小。延长显影时间和增加显影液的效果相当,都会引起坑点宽度和深度的增加。实验和仿真结果吻合,两者偏差在±5 nm以内,证明了模型的正确性。分析结果对实际工作中多阶母盘的制备很有参考价值,同时,理论模型还可用于分析其他工艺参数对母盘刻录的影响,或用于分析其他格式光盘的母盘刻录工艺。

提出了一种波形调制的方法,在原有记录符中加入一个短坑或短岸,在读出信号上产生一个可辨识的“扰动”,从而对读出信号波形产生调制。用简化的光刻模型和基于角谱分解的读出模型,对该方法在DVD系统上的坑形和读出信号进行了仿真。仿真结果确定了各个游程可实现的阶次和各个阶次的刻写参量。对典型游程6T和11T进行了实验,读出信号与仿真结果相吻合,并分别得到了小于1×10-4和1×10-5的阶次误码率。实验结果验证了该方案的实际可行性。

During the design process of Blu-ray disc optical pick-up (BD OPU), the optical system and the collimator lens design is especially important. This paper designs an optical system and some lenses for the BD OPU, including collimator lens, beam shaping lens for laser beam shaping, and cylinder lens for signal detecting. In this OPU, we use a triplet lens to collimate the laser beam. At the same time, we build a series of assembly jigs to make sure that each lens can be put into the OPU basement properly. At last, we get the reading spot image and S-curve photo of OPU, which can be used to read Blu-ray disc (BD).

光存储中的光学系统是一种非同轴光学系统，其中各个光学元件的设计位置与装配精度是保证系统光线正常传输并获得准确信号的前提。四元数方法是一种可以方便地描述空间光线的传输计算与坐标变换的数学方法。通过将四元数引入到光学头光学系统的建模中，使用四元数法表征非同轴光学系统的传输方式，并给出建立光学元件的设计、安装参数与聚焦光斑、读出光斑之间关系的流程图。据此模型对各个独立的研究对象进行分析的结果，对光存储中光学系统的设计与生产装配工艺的制定有指导意义；同时，以此模型分析物镜的连续运动对光斑和读出信号的影响，对光学头中的可执行机构力矩器的设计有实践作用。

悬线式物镜力矩器是目前光学头系统中使用最为广泛的力矩器，其动态特性直接决定了光学头的读写性能。基于ANSYS参数化设计语言(APDL)建立了悬线式光学头物镜力矩器的仿真设计平台。通过仿真平台进行了力矩器一阶共振频率和峰值、二阶共振频率和峰值、扭转共振频率、静态灵敏度、动态灵敏度和相位等动态特性参数的仿真实验，仿真计算的结果与实际测量的结果相比，最大相对误差为4．2%。该仿真平台对于二维乃至三维悬线式物镜力矩器的设计和评价都具有重要的指导意义。

采用有限状态机描述光存储伺服系统的状态转换过程。有限状态机通过CPLD硬件实现，以控制光学头的运动状态。根据DVD伺服标准的要求，设计超前滞后补偿器对整个伺服环路进行补偿。利用标准光学头和标准盘片对整个伺服系统进行了测试。测试结果表明，该伺服系统精度较高，聚焦精度小于10%，循迹精度小于20%，对于标准盘片能得到较高的Jitter(＜8%)。

力矩器多维运动之间的串扰是影响其动态特性和光斑质量的关键因素。建立了力矩器的空间受力分布模型，提出了聚焦、循迹、倾斜三个方向串扰度的概念，用数值方法计算并分析了力矩器的运动串扰现象，得到了串扰度与力矩器结构参数的关系。分析结果表明，串扰度与永磁铁和聚焦线圈的结构参数密切相关，合理选择结构参数可有效降低串扰度，可提高力矩器的动态性能。