随着硬盘存储密度的不断提高，磁头和磁盘之间的气膜间隙(飞高)越来越小。磁记录密度要达到100Gb/in<2>，相应的气膜间隙要降低到5nm。为保证磁头在如此低的飞高下保持良好的飞行特性，合理设计磁头气膜承载面是关键。此外，在传统磁头上集成微驱动器以调节读写头处飞高意义重大。本文主要研究磁头磁盘系统的力学性能和磁头气膜承载面的优化设计。 气膜压强分布的求解是磁头磁盘系统静特性、动特性及磁头气膜承载面形状优化的基础。本文采用多重网格法求解了描述稀薄气体润滑理论的修正雷诺方程，得到Pico磁头的气膜压强分布。采用模拟退火算法对飞高为7nm的Pico磁头进行形状优化设计，优化目标为磁头在磁盘半径方向内侧(ID)、中间(MD)和外侧(OD)稳定飞行时飞行高度和侧倾角与目标值间的波动最小，且俯仰角保持在合适范围内。优化后磁头的飞高降低到5nm，飞高波动也得到了明显改善，能够满足工程上对飞高的波动性要求。本文还采用摄动法对修正雷诺方程进行处理，建立了气膜的动态压强方程，经求解得到PZT微驱动器磁头气膜刚度系数和阻尼系数，分析了系统的相应特性，并讨论了磁头线速度对气膜刚度系数和阻尼系数的影响。模拟表明：PZT微驱动器可以使磁头读写头处飞高从20nm降至5nm，动态性和稳定性明显提高；磁头线速度在8.0m/s～11.2m/s变化时，气膜刚度系数线性增加，阻尼系数却线性减小。最后将硬盘磁头气浮技术应用到光盘系统实现了光学头与光盘近场距离控制，通过对光学头飞行特性模拟，证明采用气浮技术实现近场光存储的可行性。