双十科技关于体全息光存储技术
    201R-纪40年代末，Dennis Gabor发明了全息术，将其应用于x光图像的放大
处理[[17]。全息术是一种记录光信息的方法。全息图记录的是物体发射或散射出的
光场的完整信息，包括光场的振幅和位相。为了记录位相信息，光场的位相变化
必须采用适当的方式变成强度变化即“编码”，一旦全息图形成以后，需要解码还
原出(或称重构或再现)原来的波场。在光学全息术中，“编码”是引入参考光波
与待记录的物光相干涉，记录下干涉场的类似光栅结构:“解码”则通过此光栅结
构对入射光的衍射，重构出原来的物光，两者都是采用光学的方法[l8] o
    1963年，Van Heerden提出了全息数据存储的概念「19]，基木原理图如图1.2所
示。全息存储是基于全息理论的光学信息存储技术，全息技术的原理包括两个物
理光学过程，即用干涉方法实现的波前记录和用衍射的方法实现的波前再现。波
前记录即将激光照射于物体上，使其物光与参考光互相干涉，然后将干涉花样记
录于全息记录介质上，使之成为复杂的包含了记录光所有光学信息的光栅(称全
息光栅)，该过程在全息存储过程中通常uL}做数据的记录或写入:波前再现即用
记录时所用的参考光或其他适宜光照射记录形成的全息光栅，光线通过全息光栅
时的衍射光之间的干涉形成与物光相同或相似的光波，即实现了物光的波前重
现，重构了物体的再现像，这个过程又叫数据的读出或取出〔20]0
    由于体全息存储具有容量大、数据传输率高、数据寻址时间短、具有内容寻
址功能、存储冗余度高等方面的特点，因此全息存储成为国内外研究的热点。国
外，1991年美国军方Northrop公司P. H. Mok已能够在1cm3掺铁的LiNbO3晶体
中存储并高保真再现5oo1UA高分辨率军用车辆全息图E211a 1994年美国加州理工学
院的G. W. Burr等人演示了在1 cm3 Fe : LiNbO3晶体中100001隔图像全息图的
存储与恢复【22]。同年，斯坦福大学Hesselink博士领导的研究小组首次实验证实
了完整的体全息数字存储系统的可行性【23], 1997年，Caltech的Psaltis教授领导
的研究小组为晶体存储系统专门设计了一种集光电调制器、探测器及数据缓存器
于一体的硅集成电路，利用该电路，他们己实现了一种小型紧凑化、具有动态刷
新功能的原形体全息存储系统[24]。国内，1998年，清华大学和哈尔滨工业大学在
W酸锉晶体中实现了 10001IIF的存储和恢复【25];  2002年，清华大学金国藩小组又
实现了15001隔高分辨率全息图的记录和复现〔26];  2004年，北京工业大学〔27]在掺
铁LiNbO3晶体中实现了10201隔汉字图像的存储与恢复。
    虽然体全息存储有着上述优点，但是其还存在很多问题需要解决。首先，全
息图的正确读取依赖于读出的干涉图像与写入信息是否相同，如果在这过程中干
涉图像改变，重现的图像将与输入数据不同:其次，需要记录材料有足够的动态
范围，这样才能保证每幅全息图有足够的读出信号强度:再次，从材料改性及全
息记录方法两方面设法进一步提高存储系统的响应速度，尤其对记录速度的提
高:接着，需要开发更好的全息记录材料，要求具有大的动态范围、大的光折变
灵敏度、高光学质量及低的暗电导率:最后，需要设计抗噪能力更强、编码效率
更高的调制编码方法及信号处理技术【28]0