光学体全息存储影响因素的研究

论文摘要

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信息存储技术。而如何定量分析信息存储质量显得更为重要,并且在影响信息存储质量的诸多因素中,各种光学元件的质量、激光器的性能、光路配置结构等起着关键的作用。本论文会针对这些方面展开实验研究。本论文从体全息存储的基本理论出发,介绍了光学体全息记录的基本物理过程和耦合波理论;对全息存储系统进行了噪声分析,引入了图像质量的评价方法,分析了系统的理论分辨极限。本文定量分析了体全息存储中光学元件对光束质量及再现图像质量的影响。其中光学元件包括半波片、偏振分光棱镜以及反射镜等。实验中发现,与半波片、偏振分光棱镜相比,反射镜对光束质量的影响较大。对比分析了几种不同类型的反射镜(保护银反射镜、加强铝反射镜、介质膜反射镜和镀铜反射镜等),其中保护银反射镜对光束质量影响最小,镀铜反射镜对光束质量的影响最大。在体全息存储实验中,发现采用保护银反射镜的存储系统的再现图像峰值信噪比要高于采用其他类型反射镜的存储系统。然后,调整空间滤波器,研究光斑强度分布对再现图像质量的影响。实验表明,光斑强度分布均匀有利于再现图像质量的提高。本文还研究了不同类型参考光体全息存储系统的分辨率。实验发现,对于球面参考光体全息存储系统来说,当物距(变化范围在50mm~220mm之间,透镜焦距为88.9mm)减小时,系统分辨率增大;当全息图直径(直径范围在1.2mm~3.2mm之间)增加时,系统分辨率也增大。而对于高斯参考光体全息存储系统,当物体处于焦点处时分辨率最高。并对比研究了球面参考光体全息存储系统与高斯参考光体全息存储系统的分辨率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 体全息存储特点
• 1.2 体全息存储的发展现状
• 1.3 论文的研究意义及内容
• 1.4 论文的结构安排
• 第2章 体全息存储理论及图像质量
• 2.1 光学体全息存储的基本理论
• 2.2 噪声分析
• 2.2.1 光学系统引入的噪声
• 2.2.2 记录介质的噪声
• 2.2.3 全息图噪声
• 2.3 体全息存储图像质量
• 2.3.1 灰度图像质量的描述方法
• 2.3.2 分辨率
• 2.4 本章小结
• 第3章 影响体全息存储像质的因素
• 3.1 激光光源的质量
• 2 的概念'>3.1.1 激光束质量因子M²的概念
• 0'>3.1.2 激光束宽D的定义和束腰宽度D₀
• 3.1.3 激光束质量的实验测量
• 3.2 光学元件
• 3.2.1 偏振光学元件对光束质量的影响
• 3.2.2 反射镜对光束质量的影响
• 3.2.3 反射镜对再现图像质量的影响
• 3.3 光斑均匀性
• 3.3.1 扩束准直光斑强度分布
• 3.3.2 光强分布对再现图像质量的影响
• 3.4 本章小结
• 第4章 不同光路下体全息存储系统的研究
• 4.1 球面参考光体全息存储系统
• 4.1.1 实验装置图
• 4.1.2 不同离焦处光斑强度分布
• 4.1.3 不同离焦量图像存储实验
• 4.2 球面参考光系统分辨率的研究
• 4.2.1 物距对系统分辨率的影响
• 4.2.2 全息图直径对系统分辨率的影响
• 4.3 高斯参考光体全息存储系统
• 4.3.1 实验装置图
• 4.3.2 系统分辨率研究
• 4.3.3 与球面参考光体全息存储系统的比较
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢