论文题目: 盘式体全息存储关键技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 光学
作者: 万玉红
导师: 陶世荃,王大勇
关键词: 盘式全息存储,空间角度复用,光折变晶体,分轨道热固定,全息盘寻址
文献来源: 北京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 信息技术和计算机技术的高速发展对信息存储技术提出了更高的要求。体全息存储技术以其存储密度高、存储容量大,数据传输速率高、数据搜索时间短等优势成为一种颇具潜力的海量信息存储技术。近年来,体全息存储领域的研究热潮持续高涨。如何充分发挥体全息存储的优势,实现高存储密度、大存储容量,高数据传输速率的全息信息存储,并完善体存储器的各项性能,推进体全息存储技术的实用化,是近年来体全息存储领域的研究热点。三维盘式全息存储方案以其相对简单的光路读写机构以及与现有光盘系统的兼容性,更适合大容量数据存储的应用,因而也更具实用意义。本论文立足于体全息存储领域的研究前沿,在已有的理论及研究基础上,着重于如何实现高密度、高保真度、非易失性的盘式体全息存储的研究。并进一步优化盘式全息存储的方案和系统,以改善和提高盘式全息存储系统的各项性能,推进三维盘式全息存储技术的实用化进程。本论文从研究光折变晶体的全息存储性能入手,深入研究了多重全息存储条件下晶体噪声特性,采用信噪比损失系数(LSNR)重点考察了由于物光长时间照射晶体而引起的晶体内散射噪声的特性,即物光散射噪声对全息存储中输入图像像质的影响。并对物光引起的散射噪声特性和参考光引起的散射噪声特性进行了比较研究。实验结果表明,参考光或物光长时间照明晶体均会在晶体内建立起散射噪声,且物光的散射噪声影响远比参考光的散射噪声影响显著;氧化态晶体的散射噪声的影响小于生长态和还原态晶体;反射光路较之透射光路和邻面入射(90°)光路更不易受散射噪声影响。为了尽可能的减小散射噪声的影响,实际存储系统中,应当选用物光散射噪声小的取向,并选择适当的记录方式,适当掺杂和后处理的晶体来抑制散射噪声对存储图像质量的影响。针对光折变晶体内光伏噪声的成因,本文提出了抑制光伏噪声的有效方法即通过在晶体表面镀透明导电膜(氧化铟锡:Indium Tin Oxide,简称ITO)来短路晶体。分别研究了晶体在开路模式和短路模式下的噪声情况及主要的全息存储性能参数变化。实验结果表明,镀ITO 膜使晶体工作于短路模式后,信噪比损失明显降低,晶体中的光伏噪声被有效抑制。并且短路后晶体的动态范围(M~#)有
论文目录:
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.1.1 现行信息存储技术的状况
1.1.2 三维光存储技术的发展
1.2 体全息存储领域的研究进展
1.3 本文主要研究内容及结构
第2章 盘式体全息存储的基本理论和方法
2.1 体全息存储的基本原理
2.1.1 体全息记录的机理
2.1.2 耦合波理论
2.1.3 体光栅的水平和垂直角度选择性
2.2 光折变材料的全息存储机理及特性
2.2.1 空间电荷场与折射率光栅的建立
2.2.2 光折变晶体内的两波耦合和衍射效率
2.2.3 光折变晶体的全息存储特性
2.2.4 光折变晶体内的补偿光栅技术
2.3 空间-角度复用与盘式全息存储技术
2.3.1 空间-角度复用存储技术(SAM)及盘式全息存储
2.3.2 盘式全息存储中全息图重叠因子的确定
2.3.3 等衍射效率复用记录全息图的方法
2.3.4 本实验室空角复用存储的第一次验证性实验
2.4 本章小结
第3章 光折变晶体的噪声及其抑制
3.1 光折变晶体散射噪声特性的研究
3.1.1 光折变晶体全息存储性能的评价
3.1.2 物光引起的晶体散射噪声特性的研究
3.1.3 物光和参考光噪声特性的比较研究
3.2 光折变晶体内光伏噪声的抑制
3.2.1 抑制光伏噪声的方法及实验研究
3.2.2 光伏效应对晶体全息存储性能的影响
3.2.3 短路模式晶体动态范围增大的实验验证
3.3 本章小结
第4章 高密度非易失性盘式体全息存储的研究
4.1 高密度高保真度全息存储的实验方案设计
4.1.1 系统主要器件的选择
4.1.2 存储密度与记录介质动态范围
4.1.3 系统中各种噪声的抑制
4.2 高密度高保真度盘式全息存储的实现
4.2.1 存储 10000 幅全息图的实验
4.2.2 实验结果及讨论
4.3 高密度非易失性盘式体全息存储
4.3.1 分轨道热固定的盘式全息存储方案
4.3.2 特征时间常数的测量
4.3.3 曝光时序的算法及实现
4.3.4 5000 幅全息图的非易失性存储
4.4 本章小结
第5章 非易失性盘式全息存储方案及系统的优化研究
5.1 盘式体全息存储寻址方式的优化研究
5.1.1 全息图选择性与记录光斑位置的关系
5.1.2 记录光斑位置的优选
5.2 晶体夹持器性能
5.2.1 晶体夹持器的复位精度要求
5.2.2 晶体夹持器的设计与实现
5.2.3 晶体夹持器的复位性能测试
5.3 小型盘式全息存储系统存储能力的验证
5.3.1 小型盘式全息存储系统的设计与实现
5.3.2 晶体局部高密度全息存储实验
5.3.3 盘式全息系统存储能力的评价
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间所发表的学术论文和参加的科研课题
致谢
发布时间: 2005-09-21
参考文献
- [1].光折变晶体中高密度全息存储热固定技术的研究[D]. 江竹青.北京工业大学2003
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