随着信息时代全球数据量爆发式增长，需要存储的数据量与日俱增。面对大数据存储的挑战，全息光存储技术将信息以数据页的形式并行记录在体全息介质中，可以实现大容量数据的存储与高速读写，具有独特优势。本文从全息存储的原理和关键技术入手，详细介绍了面向商业化应用的全息光存储系统和全息光存储介质的研究现状，探讨了实现大容量和长寿命数据存储的技术途径。

在全息三维显示领域，计算全息图的快速生成算法是重要的研究内容。波前记录平面法是一种基于点云加速计算全息图生成的方法，能有效减少计算时间。对波前记录平面计算全息图生成方法及应用的最新进展进行分析讨论，首先介绍波前记录平面方法的原理，然后详细分析波前记录的最新研究方法，从加快计算全息图的生成速度、提高三维重建图像质量及一些特殊应用如曲面全息成像等方面进行总结分析。详细分析各种波前记录平面方法在增加计算速度、提高重建像质量、减少查找表占用内存、增大视场角、去除混叠噪声等方面的改进及应用，并分析该方法在实时、动态、高质量、大视角全息三维显示中的作用。最后分析了各种方法的优劣，对波前记录平面方法的未来发展方向进行展望。

高性能体全息光栅是全息波导的重要耦合元件,角带宽小、平均衍射效率不高是制约体全息光栅性能的重要因素。以不对称倾斜记录为出发点,设计并制备了大角带宽高衍射效率的体全息光栅。首先讨论在横电模式光和横磁模式光下体全息光栅的记录参数与其衍射效率的关系,找到平均衍射效率较高的记录参数范围,随后进一步分析在此范围内的记录参数与体全息光栅的角带宽的关系,从而确定获得大角带宽高衍射效率体全息光栅的最佳记录参数。实验结果表明:在参考光入射角度为25°、信号光入射角度为30°时,制备的体全息光栅的角带宽达到±14°,衍射效率为82%。

在数字全息显微术中, 为了获得非重叠、高质量再现像, 需要设置合理的记录距离。本文结合再现条件与记录条件进行较全面地分析设计, 即在考虑采样定理、频谱分离条件之外, 还研究了光学传递函数离散条件和再现像与放大像之间的尺寸关系, 进而更精确地得到了预放大数字全息系统记录距离的设置方法。以USAF1951分辨率板为样本, 分别以记录距离为50.50, 134.20和140.30 mm进行实验, 结果表明, 当记录距离不考虑放大像与再现像之间尺寸关系时, 利用菲涅尔衍射法获得的再现像模糊; 当记录距离考虑光学传递函数离散条件时, 利用卷积法再现能获得清晰再现像; 当记录距离同时满足再现条件和记录条件时, 数值再现能获得高质量的再现像, 且能分辨分辨率板的7.6组条纹, 即横向分辨力达到2.19 μm, 进一步论证了所提需要考虑再现像与放大像之间的尺寸关系和光学传递函数离散条件来设计记录距离的方法更精确。通过理论推导和实验验证了所提的设计记录距离的方法较全面、给出的记录距离范围较合理, 为数字全息显微术获得高质量的再现像提供了保障。

液晶材料对电、热、磁、光等外界物理量的变化具有不同的响应特性，向其中添加具有一定特性的化合物，可以得到具备一定响应特性的液晶复合材料。利用所制备的液晶复合材料对于电场变化具有响应特性的特点，制备出具有信息记录功能的复合材料。合成手性离子液体，按一定配比将其加入手征向列相液晶（N*-LC）中，得到反射波段可电控的手征向列相液晶/手性离子液体复合材料。实验结果表明：材料初始状态为光透射状态；对材料施加直流电压40 V时，样品表现为光散射状态，透过率低于10%；施加高频交流电压40 V时，样品表现为半透明镜面反射，反射范围覆盖400~750 nm，透射率为45%左右；撤去电场后，可恢复至初始状态，并且每种状态都具有一定的记忆效应。该种液晶复合材料制备简单，无需紫外辐射工艺，且具有电场响应特性，可以通过电场控制在可见光范围内表现出光透射、强烈光散射、半透明镜面反射3种不同状态，具有记忆效应，操作简单方便。

计算全息图(CGH)的快速生成技术是全息三维显示系统的关键技术, 基于点源模型的计算全息图由于模型简单、操作灵活而成为了计算全息方法中一个重要分支。但是使用点源模型计算全息图计算量庞大, 为了达到实时显示的要求, 提高全息图计算速度的方法被不断提出。对点源模型快速算法的发展历程进行了综述。从计算全息图的原理出发, 根据点源模型快速算法的研究方向, 将其分为算法和算法与高性能硬件结合两大类。通过分析各类算法的实现方法和存在的问题, 指出了其改进的方向, 介绍了高性能硬件对计算全息图的贡献, 最后对点源模型快速算法的未来研究方向进行了展望。

利用开环态双光子吸收转化荧光光谱、荧光淬灭光谱等探究了二芳基乙烯的光学记录特性及参数, 得到其非线性吸收系数为3.46×10-13 m/W, 双光子吸收转化的阈值功率密度为107.36 GW/cm2, 荧光淬灭的阈值功率密度为2.89 GW/cm2。基于所得到的测试参数, 理论计算出其在超分辨光存储中的分辨率可达60.0 nm, 并设计了一种基于二芳基乙烯的双光子双光束超分辨光存储信息记录和读出方法。研究结果表明, 二芳基乙烯具有光诱导-光抑制、非线性吸收及荧光淬灭等特性, 是一种优异的超分辨光存储备选材料。

多人同步交互式记录是认知神经科学的一种新的研究范式, 它可以揭示两个或多个个体的大脑间在社交情境下神经活动的耦合。这一目标仅靠单个大脑活动的记录与测量是无法实现的。功能性近红外光谱成像在进行多人同步交互记录研究中有独特的优势。该方面的研究已经涵盖了社会认知神经科学的多个领域。本研究使用近红外光谱成像对社交情境下自我表露的双人大脑前额皮层的活动进行交互式测量, 并使用小波相关来分析双人大脑互动时的神经同步性。研究结果表明在进行社交对话时, 被试对的大脑间左侧额中回、右侧眶额皮层和右侧额下回下部的活动同步性显著增强。共情能力与社交情境下脑间同步性的强度呈正相关, 这种关系主要体现在右侧额下回。本研究支持了采用近红外光谱成像技术研究多人同步交互记录大脑间神经耦合的可行性和有效性。

为了满足机载显示器对综合视频图形处理技术的需求, 提出了一种基于SoC嵌入式处理平台的机载视频图形融合显示与视频记录系统实现方法。该方法以SoC为核心搭建硬件平台, 使用SoC内部集成ARM处理器和视频图形协处理单元执行图形生成算法与外视频采集, 配合SoC片上高速存储和显示接口, 采用双缓存与多线程并发机制实现视频图形融合显示和外视频实时记录。本方法支持多种格式分辨率的视频源采集和大分辨率图形同步生成。实验结果表明, 采用该系统技术后机载显示器采集1 024×768分辨率外视频同时生成1 920×1 080分辨率图形时, 融合处理后帧率可达45 fps, 能够满足机载显示器实时显示需求。

基于TMS320F28335设计了一种人体运动识别与测评装置。利用运动传感器MPU6050获取人体运动姿态数据，并与标准数据相比较，能够实时提醒使用者动作的规范程度。独特的可编程教练模式，能够现场采集和处理标准数据，适用于体育训练和患者康复。该装置使用串口LCD作为显示模块，能够显示所测人体运动的加速度、角度和人体运动轨迹的测评与分析结果。给出了系统液晶显示电路的硬件设计和软件流程图。实验结果表明，所设计的显示电路模块接口简单，使用方便，体积适中，能够满足可穿戴人体运动轨迹测评的显示要求。