基于光致聚合物材料的體全息存儲快速讀出研究
發(fā)布時間：2021-03-27 03:20
體全息存儲以其大容量、高傳輸速率的特點成為最有潛力的新一代光存儲方式。本論文工作的目的是在光致聚合物材料中進行全息存儲,并實現(xiàn)100Mb/s的讀出速率。本論文對全息存儲器的讀出速率進行了深入研究,發(fā)現(xiàn)讀出速率受到很多因素的影響,要提高系統(tǒng)的極限讀出速率,可以通過以下方案:（1）采用高靈敏度、低噪音的探測器;（2）提高存儲密度即減小介質(zhì)內(nèi)全息圖的間隔;（3）減小存儲系統(tǒng)中傅里葉透鏡的f數(shù);（4）提高參考光的光強和全息圖的衍射效率;（5）減小參考光束與全息圖表面法線的夾角。系統(tǒng)的實際讀出速率受到尋址系統(tǒng)、采集設備等硬件的限制,要提高系統(tǒng)的實際讀出速率,需要提高尋址設備的運動速度、減小介質(zhì)內(nèi)全息圖的間隔。要提高體全息存儲系統(tǒng)的快速讀出速率,在硬件條件滿足的情況下,最適宜的手段是提高系統(tǒng)的存儲密度。在全息存儲系統(tǒng)中,一般研究的是軌道內(nèi)的存儲密度,即單位長度內(nèi)全息圖的數(shù)量。存儲密度由存儲介質(zhì)的布拉格選擇性決定,而光致聚合物材料較薄的厚度限制了其布拉格選擇性。有吸收的耦合波理論表明,吸收越強,布拉格選擇角越大。為了實現(xiàn)100Mb/s的讀出速率,在實驗室條件下,要求在光致聚合物中實現(xiàn)150μm的復用...
【文章來源】：北京工業(yè)大學北京市 211工程院校
【文章頁數(shù)】：55 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
角度選擇性實測曲線與理論曲線的比較
2.2.1 飛行讀出對盤面轉(zhuǎn)速的限制由于體全息存儲是頁面式存儲，讀出時需要將整個頁面作為圖像信息轉(zhuǎn)換成電子信號，因此需要使用圖像探測器陣列采集全息再現(xiàn)像。作為盤式存儲，尋址過程中的任何失調(diào)，包括尋址光束的角度(或波長)調(diào)整誤差、全面盤面的平動和傾斜以及盤面的旋轉(zhuǎn)等，都會對數(shù)據(jù)的讀出質(zhì)量產(chǎn)生影響。特別是對于全息盤，盤面的高速旋轉(zhuǎn)相當于參考光束相對全息圖的快速運動，這也使再現(xiàn)像的位置隨時間改變，進而使讀出的圖像變模糊。為了正確轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，必須使再現(xiàn)像在探測器陣列上準確定位。這種盤面旋轉(zhuǎn)對再現(xiàn)像定位和像質(zhì)的影響，是全息盤所特有的旋轉(zhuǎn)敏感性問題，它限制了全息盤允許的轉(zhuǎn)速[37]。在文獻[37]與文獻[38]中，均從點源的傅里葉變換圖進行考慮，探討了傅里葉變換全息圖的旋轉(zhuǎn)敏感性。如圖 2-1 所示，輸入平面上的點源(x0, y0)經(jīng)過傅里葉變換透鏡后形成平面信號波，與一束平面參考波在后焦面的記錄材料上干涉形成全息圖。
圖 2-2 相應于盤面旋轉(zhuǎn)的坐標變換示意圖[37]Fig.2-2 coordinate transformation corresponding the disk rotating儲是頁面式存儲，可以把記錄的頁面看作點源陣列的集合，再現(xiàn)像隨盤面旋轉(zhuǎn)的運動與上述點源的運動有相似的性質(zhì)討論是基于薄型平面全息圖的分析，沒有考慮與記錄材料選擇性。如果介質(zhì)厚度不可忽略，要考慮布拉格選擇性的影面波性質(zhì)，盤面旋轉(zhuǎn)造成的全息圖中心的平移不會影響讀出成光柵矢量方向的改變會引起布拉格失配。通常這種失配可性問題，因此主要影響再現(xiàn)像的位移。當旋轉(zhuǎn)角 Δφ 足夠大信息部分丟失甚至完全消失。式全息存儲系統(tǒng)中，介質(zhì)盤的高速旋轉(zhuǎn)相當于參考光相對于得再現(xiàn)像的位置會隨時間改變而使讀出像模糊，因此要求的位移不超過半個像元尺寸。記錄時信號光垂直入射，參考光與全息圖表面法線的夾角為
【參考文獻】：
期刊論文
[1]GE推出500GB全息DVD[J]. 激光與光電子學進展. 2009(06)
[2]新型全息用光致聚合物的研究[J]. 萬曉君,薛建強,王煥勇,劉鵬飛,趙榆霞,吳飛鵬,陶世荃. 影像科學與光化學. 2008(05)
[3]全息用光致聚合物中雙單體組分對材料性能的影響[J]. 施盟泉,吳飛鵬,趙榆霞,王大勇,陶世荃. 影像科學與光化學. 2008(05)
[4]微全息多層數(shù)字光盤記錄技術(shù)[J]. 曹良才,何慶聲,金國藩. 記錄媒體技術(shù). 2007(05)
[5]采用空間-角度復用的盤式三維全息存儲[J]. 陶世荃,徐敏. 光學學報. 1997(08)
碩士論文
[1]雙固化型全息用光致聚合物材料的研制&水溶性雙光子聚合光敏染料的研究[D]. 萬曉君.中國科學院研究生院（理化技術(shù)研究所） 2008
[2]光致聚合物中全息光柵形成的機理研究[D]. 張韜.北京工業(yè)大學 2008
[3]全息數(shù)據(jù)存儲的快速讀出系統(tǒng)研究[D]. 李光明.北京工業(yè)大學 2007
[4]用于波分復用的體全息器件的機理研究[D]. 王博.北京工業(yè)大學 2005
本文編號：3102781
【文章來源】：北京工業(yè)大學北京市 211工程院校
【文章頁數(shù)】：55 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
角度選擇性實測曲線與理論曲線的比較
2.2.1 飛行讀出對盤面轉(zhuǎn)速的限制由于體全息存儲是頁面式存儲，讀出時需要將整個頁面作為圖像信息轉(zhuǎn)換成電子信號，因此需要使用圖像探測器陣列采集全息再現(xiàn)像。作為盤式存儲，尋址過程中的任何失調(diào)，包括尋址光束的角度(或波長)調(diào)整誤差、全面盤面的平動和傾斜以及盤面的旋轉(zhuǎn)等，都會對數(shù)據(jù)的讀出質(zhì)量產(chǎn)生影響。特別是對于全息盤，盤面的高速旋轉(zhuǎn)相當于參考光束相對全息圖的快速運動，這也使再現(xiàn)像的位置隨時間改變，進而使讀出的圖像變模糊。為了正確轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，必須使再現(xiàn)像在探測器陣列上準確定位。這種盤面旋轉(zhuǎn)對再現(xiàn)像定位和像質(zhì)的影響，是全息盤所特有的旋轉(zhuǎn)敏感性問題，它限制了全息盤允許的轉(zhuǎn)速[37]。在文獻[37]與文獻[38]中，均從點源的傅里葉變換圖進行考慮，探討了傅里葉變換全息圖的旋轉(zhuǎn)敏感性。如圖 2-1 所示，輸入平面上的點源(x0, y0)經(jīng)過傅里葉變換透鏡后形成平面信號波，與一束平面參考波在后焦面的記錄材料上干涉形成全息圖。
圖 2-2 相應于盤面旋轉(zhuǎn)的坐標變換示意圖[37]Fig.2-2 coordinate transformation corresponding the disk rotating儲是頁面式存儲，可以把記錄的頁面看作點源陣列的集合，再現(xiàn)像隨盤面旋轉(zhuǎn)的運動與上述點源的運動有相似的性質(zhì)討論是基于薄型平面全息圖的分析，沒有考慮與記錄材料選擇性。如果介質(zhì)厚度不可忽略，要考慮布拉格選擇性的影面波性質(zhì)，盤面旋轉(zhuǎn)造成的全息圖中心的平移不會影響讀出成光柵矢量方向的改變會引起布拉格失配。通常這種失配可性問題，因此主要影響再現(xiàn)像的位移。當旋轉(zhuǎn)角 Δφ 足夠大信息部分丟失甚至完全消失。式全息存儲系統(tǒng)中，介質(zhì)盤的高速旋轉(zhuǎn)相當于參考光相對于得再現(xiàn)像的位置會隨時間改變而使讀出像模糊，因此要求的位移不超過半個像元尺寸。記錄時信號光垂直入射，參考光與全息圖表面法線的夾角為
【參考文獻】：
期刊論文
[1]GE推出500GB全息DVD[J]. 激光與光電子學進展. 2009(06)
[2]新型全息用光致聚合物的研究[J]. 萬曉君,薛建強,王煥勇,劉鵬飛,趙榆霞,吳飛鵬,陶世荃. 影像科學與光化學. 2008(05)
[3]全息用光致聚合物中雙單體組分對材料性能的影響[J]. 施盟泉,吳飛鵬,趙榆霞,王大勇,陶世荃. 影像科學與光化學. 2008(05)
[4]微全息多層數(shù)字光盤記錄技術(shù)[J]. 曹良才,何慶聲,金國藩. 記錄媒體技術(shù). 2007(05)
[5]采用空間-角度復用的盤式三維全息存儲[J]. 陶世荃,徐敏. 光學學報. 1997(08)
碩士論文
[1]雙固化型全息用光致聚合物材料的研制&水溶性雙光子聚合光敏染料的研究[D]. 萬曉君.中國科學院研究生院（理化技術(shù)研究所） 2008
[2]光致聚合物中全息光柵形成的機理研究[D]. 張韜.北京工業(yè)大學 2008
[3]全息數(shù)據(jù)存儲的快速讀出系統(tǒng)研究[D]. 李光明.北京工業(yè)大學 2007
[4]用于波分復用的體全息器件的機理研究[D]. 王博.北京工業(yè)大學 2005
本文編號：3102781
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