体全息相关器能够进行快速的光学并行相关识别,但是在相关识别的过程中,页间串扰导致相关结果中旁瓣太多,影响了相关峰的判断,大大降低了相关器的识别准确率。为了抑制旁瓣,对传统的体全息相关公式中所产生串扰的因子进行了分析,引入了随机函数的自相关函数作为调制因子对公式进行修正,可以实现在水平方向和竖直方向同时抑制旁瓣,抑制效果与全息图的厚度无关。并提出在相关器的物光光路中物的前方放置随机相位器,实现对物函数的散斑调制。理论分析、数值计算及实验结果表明,该方法可以抑制旁瓣,突出相关峰,提高体全息相关器的识别准确率和通道密度。

衍射聚焦器件轴向光强分布的焦深和焦移特性,直接决定着系统接收面的装配误差和获得最佳的能量利用率。当器件的口径和面型特征尺寸可与照射波长比拟时,必须考虑光波与衍射器件的电磁作用。利用严格电磁分析方法――时域有限差分法,对有限口径衍射微柱透镜的轴向光强分布进行了严格分析,并且与传统的标量分析方法进行详细比较。分析比较了TE和TM极化波入射情况下,不同面型分布(8台阶,16台阶量化面型和连续面型)的衍射微柱透镜焦深和焦移特性与透镜F数的关系。结果表明透镜轴向光强最大点向透镜面偏移,焦移量的严格计算结果要大于标量计算结果,表明透镜的快聚焦特性,而二者得到的焦深量基本一致,同时两种理论方法都表明透镜焦深和焦移随F数的增加而增加。

介绍使用增加存储页面的数据量、存储图幅数、减小存储空间等方法，使得存储系统提高到5 Gbit/cm2。

近年来，体全息存储技术以其存储容量大、数据传输率高和具有相关识别等特性被广泛研究。而基于散斑参考光的体全息散斑复用技术能够比传统的复用方法提供更小的复用间隔和更高的存储密度。在本义中，我们在理论上和实验上分析了散斑复用技术的两个突出优点，为大容量高密度体全息存储打下理论基础。

应用光折变效应动力学方程,导出了在Fe∶LiNbO3中对光折变全息图热定影所需的最小H+浓度,以及H+浓度与光栅空间频率的关系.应用光谱比较法测量了不同样品的H+浓度值.得出了进行有效热定影的H+浓度范围.完成了Fe∶LiNbO3全息存储和热定影实验.获得了100 h连续无损读出的良好热定影实验结果.

基于晶体体全息角度分维复用存储机理,采用半导体抽运固体激光器取代氩离子激光器作为系统光源,设计并构建了一台小型体全息存储及相关系统。实现了基于1000幅人脸库图像的相关识别,并通过子波变换滤波预处理提取图像边缘特征,得到了较为准确的识别结果。

Fe:LiNbO3晶体有很强的光伏效应.通过理论分析和实验验证,在全息存储过程中,光伏效应会在晶体表面产生非均匀的光伏直流电场,它不仅降低了材料的动态范围,并且引起了Bragg失配,使得再现图像失真.消除光伏直流电场的方法是使用电解质溶液短路晶体表面电荷.采用这种方法,在晶体一个公共区域内,可存储1000幅能够清晰再现的全息图像.

采用精细化设计方法,进行了菲涅耳区衍射光学束匀滑器件的设计,利用爬山-模拟退火混合优化算法,获得了真实的束匀滑分布,不仅控制了算法采样点上的光强分布,还控制了其他非采样点上的光强分布.优化得到的束匀滑器件的位相深度小于π,易于后续加工.

分析了体全息存储系统输入器件(空间光调制器)与输出器件(电荷耦合器件)空间相对位置对信号匹配效果的影响,总结了信号输入、输出器件调整机构灵敏度的验证方法.以此为基础,借助掩模板实现了1000×1000像素阵列输入输出的一对一匹配.研究了输入器件像素填充因子和输入图案组合对读出图像的影响,为实现低误码率大容量数据页存储提供理论和实验基础.