High density optical data storage : physical study of the Super Resolution phenomenon
Enregistrement optique haute densité : étude physique et physico-chimique du phénomène de Super-Résolution
Résumé
This work has been realized in the field of high density optical data storage.More precisely, this thesis deals with a technology that makes possible a substantial increase in the capacity of optical disks, owing to Super-Resolution techniques. These disks, comprised of marks theoretically too small to be detected, can nevertheless be read out if the optical properties of the disk vary locally under the influence of a high-power laser beam. In this thesis, we have demonstrated this phenomenon by inserting an active thin-films stack into the disks. In particular, we have shown that use of a thin InSb film creates an increase in the areal data density of Blu-Ray disks by a factor of two, consequently enlarging the disks' capacity to 46 GB. We have also shown, by way of optical static characterization of the active stacks, that the reflectance of InSb increases in a reversible and reproductible way under high-fluence laser excitation. Additionally,we have evaluated the importance of thermal effects in the physical mechanisms associatedwith the nonlinear phenomenon. Lastly, we have built a thermooptical simulation of the transient evolution of the thin films stack reflectance, based on the evolution of InSb optical properties with temperature.
Ce travail de thèse s'inscrit dans la thématique du stockage de données sur disques optiques haute densité. Il porte plus précisément sur une technologie visant à accroître la capacité des disques optiques, fondée sur l'emploi de techniques dites de Super-Résolution. Ces disques, qui comprennent des informations théoriquement trop petites pour être détectables, peuvent néanmoins être lus si leurs propriétés optiques varient localement sous l'influence du faisceau laser de lecture. Nous avons mis en évidence ce phénomène dans cette thèse, en insérant unempilements actif de couchesminces au coeur des disques. En particulier, nous avons montré que l'introduction d'une couche mince du matériau semiconducteur InSb permet de doubler la densité des disques optiques au format Blu-Ray, portant ainsi leur capacité à 46 Go. Nous avons également montré, par le biais de caractérisations optiques statiques, que la réflectivité de ce matériau augmente de manière réversible et reproductible sous excitation laser intense. Nous avons évalué l'importance de la thermique dans les mécanismes physiques et physico-chimiques associés à ces variations de propriétés optiques et avons réalisé une modélisation thermo-optique de l'évolution transitoire de la réflectivité des empilements actifs, fondée sur la variation des propriétés optiques de InSb avec la température.
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