利用奇异值分解方法,分析了激光粒度仪的光能系数矩阵特性,定义了可以反映粒度分布随光能分布变化的灵敏度参数,给出了特定参数条件下的测量上限。推导得到了仪器的测量上限与物理参数之间的解析表达式,发现在入射光波长不变的情况下,仪器对散射光的最小接收角决定了该仪器的测量上限。实验结果验证了该表达式的正确性。

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。

游程长度受限编码广泛应用于光(磁)存储系统中，通过将用户数据转换为符合特定信道约束的码元序列，从而提高数据传输的效率与可靠性。较为系统的介绍了游程长度受限编码的基本理论，从原理上分析了有限状态编码器与滑块分组译码器模型，并对主要的编码构造方法进行了概述，展望了游程长度受限编码的发展方向。

多阶光存储是一种在不改变原有光路和机械系统的情况下，利用先进的信号处理与调制编码技术，显著提高存储容量和数据传输率的新型技术。综述了多阶光存储的发展历史及研究现状，并针对多阶光存储的两种类型(信号多阶和介质多阶)，列举了几种典型的多阶光存储方案。从本质上分析了信号多阶技术和介质多阶技术的不同，展望了其发展方向。

描述了多阶母盘刻录系统中一种基于工业标准结构（ISA）总线接口和复杂可编程逻辑器件(CPLD)技术的激光多功率写入控制方法及其控制电路的设计实现。控制电路以工业标准结构总线接口与计算机通信,以复杂可编程逻辑器件为核心处理单元,采用外加功率探测器进行功率反馈,可以同时控制激光器的写入功率和写入时间,使半导体激光器可以对母盘上感光材料进行多阶功率的曝光刻写,同时写入时间可调,从而实现母盘的多阶刻录。已经用于多阶母盘刻录实验系统,可以兼容不同类型的半导体激光器。实验结果表明,使用此控制电路可以在光致变色材料盘片上实现至少8阶功率写入,并获得8阶信号。其最小写入时间125 ns,长时间工作输出功率的不稳定性小于1％,可满足只读型多阶光盘的刻录需要。

多阶存储是一种无需减小记录波长或增大数值孔径而显著提高光存储容量的新颖方法。对光致变色材料采用不同的光能量写入,读出时则具有不同的吸收率,该特性可用来实现多阶数据存储。在研究光致变色材料曝光特性的基础上,提出了基于光致变色原理的多阶存储数学模型,该模型反映了光致变色材料吸收率与曝光量之间的非线性关系,为光致变色材料的多阶存储写策略的优化提供了理论依据。在4阶和8阶静态存储实验结果中,各信号峰值之间有明显的阶次变化,且信号之间没有交叠现象,从而验证了利用该材料进行多阶存储的可行性。将该多阶技术应用在实际光盘存储中,可实现两至三倍于普通光盘容量的高密度存储。