第9章 信息存储材料.ppt

实际上，在全息海量存储器中，要使光束偏转器能使物光束和参考光束精确的交于存储面上的各点来记录小全息图，还要配置一个蝇眼透镜。 控制参考光束和写入光束 使写入光束投射到蝇眼透镜的一个微透镜上 蝇眼透镜中微透镜的数目与存储面上的小全息图的总数相同，作用是扩展输入的准直光束。 透镜L2和L3的作用是使准直光束成为方向与微透镜的位置相关的平行光 透过组页器的物光束经透镜L4和L5的傅立叶变换，汇聚在存储面H上的一个小区域并同照射在该处的平行参考光束叠加，形成一个小全息图。 存储面上各个微元与微透镜阵列单元的位置一一对应。 若用记录时的参考光作为读出光束来照射各小全息图，则可从探测器阵列逐个输出对应于被存储的各页信息。 在块状结构的全息存储器中不应包含机械部分，这是达到与计算机要求相一致的实际运行速度所必须的。 此外，复杂的存储系统中的机械运动往往会使可靠性降至不能接受的程度。 光学全息存储器可按在存储和检索过程中所使用的记录介质的厚度来分类： 二维存储器：薄记录介质，记录面全息图； 三维存储器：厚记录介质，记录体全息图。 基本部分：光源、光束偏转器、记录介质、探测器阵列。 薄记录介质是热塑料或高分辨率照相底片。 部件之间用光学和电子的部件互相连接。 存储器的操作是靠电光偏转转子来控制光束的偏振方向以实现写入和读出。 因设计的分束板不反射平行于入射面振动的偏振光束，故写入时用垂直于入射面振动的光束，读出时用平行振动的偏振光束。 在写入过程中，记录介质上物光束的复振幅分布是组页器中数据页的傅立叶变换(近似)，该振幅与参考光束在记录面上相干涉而形成全息图。 系统的光学元件可使物光束与参考光束相交于光束偏转器所选定的存储面上任何一个地址的存储介质上，这样，物光束和参考光束就自动的相互跟踪。 在数据页再现的的读出过程中，只有参考光出现，因此光束照射记录介质后被全息图上的光栅衍射出记录时物光束的频谱（傅里叶变换）。该频谱再经其后的傅里叶变换透镜就再现出原始物光波的复振幅，其光斑（数字数据）花样就照射在光电探测器阵列上并被它读出。 电光晶体或光致变色晶体 三维存储系统在厚记录介质内同一个位置重叠许多全息图，它是通过对其中每一个全息图使用不同方向的参考光而被记录的，这些全息图由于其体性质而呈现十分强的角选择性。 要读出其中一个全息图，一定要用与该全息图相应的参考光束照明。 该参考光束的入射角度则要求处在对该全息图而言的布拉格角附近的角度范围内，否则，再现数据的强度将随角度的偏离而很快下降。而且，全息图越厚，再现的角度范围就变的越窄。 在单一的体位置上重叠许多个全息图将引入一个额外问题： 在光折变介质的体积中写入一个新的全息图而不影响原来在那的全息图。 该问题已在铌酸锂晶体中外加一电场获得解决。 它可大大增加写入灵敏度，而对擦除的灵敏度保持不变或变为更低的值。 因此，当一新的全息图写入时，在该位置的其它全息图仅稍有擦除。 此外，多重全息图存储已在铌酸锂晶体中通过加一热偏置而实现。 在掺有0.01%铁的铌酸锂晶体中已记录了500多个全息图，每一个全息图的衍射效率大于2.5%。 在重叠的诸全息图中，选择性的擦除其中一个全息图的问题则已通过写入一个折射率变化可抵消该全息图折射率变化的互补全息图而获得解决。 该偏转器使记录介质上给定的(x,y)点的参考光束的入射角随时改变。 （2）顺序结构全息存储器 顺序结构全息存储技术放弃了非机械的随机存取。 好处：总的存储容量在原则上将不受更多的限制。实现的实验系统将更容易和更便宜。 顺序结构存储器是以把数字数据记录页存储在可移动的记录介质上为基础的。 可考虑使用不同的移动机构，诸如可移动的带、盘或鼓等，存储时可使用比较简单的光学记录和再现设备。 而此设备仅仅是设计用于并行的传递少量数字数据的，避免了在随机存取配置中光学寻址一个大的存储面问题。 存储材料：可移动的带 要存储的数据是用一处于准直光束光路上的组页器来光学的呈现的。 在记录一个全息图时，数据波和参考波是用一束激光闪光短暂的产生，曝光时间必须短到足以使存储材料感光而又不至于由于带的移动而使干涉模糊。 下一个全息图是直接在第一个全息图之后，而且正好落在带通过一个全息图长度之后的位置。一连串的全息图就这样相继顺序的记录在带上。 在顺序结构中采用记录傅里叶变换全息图的主要理由： 在读出时，再现光斑对记录介质的移动和位移不灵敏，当用一平面参考波再现存储数据时，再现衍射波的方向在一级的近似下与存储介质的移动和位移无关。 用于读出的探测器阵列是在透镜的后焦面上，因而左探测器上的再现光斑对带的移动不灵敏这一点很重要。 这是因为在实际操作中不能在读出时将机械的移动的存储介质定位的与记录时的位置严格一致。 第9章 信息存储材料 随着信息时代的来临，需要存储和传递的信息量不断增加，信