本论文围绕光存储的两个关键技术问题——三波长DVD光学读取头的光学系统设计和DMD并行存储开展研究。光学读取头是光存储系统中的关键元件,信息的写入和读取都是通过它实现的,光学物镜则是光学读取头的重要部件,它是决定读写光斑大小的重要因素之一。本论文在分析光学读取头的光学成像系统的原理和结构的基础上,根据光学读取头的发展趋势即集成化和多能化,设计了能够兼容HD-DVD、DVD和CD三波长单片物镜。本文主要内容为:首先,整体调研了光学存储系统的成像原理和工作机制,总结了光学系统组成、结构及相关光学元件特征和设计,通过ZEMAX光学软件,设计了适用于780nm、650nm和405nm三个波长的二元衍射面和非球面相结合的单片物镜,三个波长对应的物镜数值孔径分别为0.45、0.60和0.65,能很好的校正像差,使得各评价指标均能满足光学读取头物镜要求其次,应用ZEMAX光学设计软件,优化设计了满足兼容HD-DVD、DVD和CD盘片的三波长读取光学系统。经过计算机优化——系统分析——微调参数——改变参数变量——再次进行优化反复过程之后,设计出了能够很好的消除系统像差的非球面物镜和整个光学头系统,使得成像光斑达到了衍射极限。分析和评价模拟结果的点列图、波像均方差、波前均方差、光学传递函数等结果表明所设计的物镜波像、波前均方差分别小于0.07λ、0.035λ,空间截止频率大于1200cycle/mm,曲率半径和厚度公差为300nm,能达到实际应用的技术要求。最后,利用数字微反射镜装置(Digital Micromirror Device,DMD)作为反射式空间光调制器,对其用于并行存储进行初步实验设计,并对实验存在的问题进行分析。