本文基于传统的光盘记录技术因受激光衍射光斑极限的限制（微米数量级），存储密度有限，且其信息传输速率较低，故提出一种新型的三维存储技术。它具有以下特点：它具有三层信息存储介质，容量大。利用保偏光纤对三种波长光的并行传输，使得平均寻道时间短，数据存取速度快。本文主要完成了三个方面的内容：第一、设计了一个三维存储系统，并对系统的每个单元进行了阐述和分析。创新之处是：采用能发出530nm（绿光，15mw）， 650nm（红光,15wm）、780nm（近红外, 15mw）三种波长激光的半导体激光器阵列作为光源；信号探测器采用能同时检测这三种波长的探测器阵列；采用保偏光纤对三种波长光的并行传输；设计聚焦物镜的参数和三维存储介质的结构。第二、对存储系统进行衍射理论分析。包括正则坐标的引入，信息单元的周期排列结构简化，准直光束相对于光轴产生倾斜，相互调制和道间串扰等问题。第三、根据理论推导，进行了详细的仿真计算，并分析了影响光强分布的诸多因素。就文章提出的存储系统而言，能实现系统对三层信息的同时读写，既增大了存储容量又提高了数据传输率。这种思路的提出，对今后进一步提高存储容量与数据读取速率有一定的启发作用，为信息存储拓宽了发展方向。文章的第四章得出的模拟结果表明：信息单元光强分布满足Strehl判据，说明了该系统能进行三维读写，验证了理论的可行性。