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角度复用光信息存储与图像识别实验讲义及实验指导书
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2010-07-26
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近年来随着信息技术的高速发展，人们对存储器的存储容量和传输速率等性能的要求越来越高。基于对大存储容量的要求，出现了海量存储技术，因而包括光盘存储在内的光信息存储技术相应而生。但光盘存储虽然在海量信息存储方面有诸多优点，却只能在二维平面介质上存储信息，而二维存储正逐步接近其物理极限。从平面扩展到三维体积的体全息存储技术同时具有存储容量大、数据传输速率高和信息寻址速度快的特点，因此体全息存储技术是可以满足目前人们对海量存储系统性能要求的首选方案，对其的研究也就具有十分重要的意义。
体全息存储的过程实质上是一个相干光两步成像的过程。首先是在存储介质中记录物光和参考光干涉形成电场，然后用读出光(参考光或物光)去再现被记录的物光波前或参考光。这与数据通信的过程相似，参考波的振幅和相位都被物光波所调制，参考波犹如载波；记录全息图就是把被调制了的载波记录下来。在多重存储中，可以通过改变参考光束的角度，即改变参考光的空间频率，在记录介质的同一体积来(同一信道)记录多幅经过调制了的图像；也可以改变记录介质的位置(不同信道)来存储不同的图像。当再现时，用相干光去照射全息图，就相当于对调制了的信号进行解调，于是又得到原来的物光波，从而看到物体的像。并且，由体全息的角度和波长的选择性可知，利用不同角度入射或不同波长的光，可以在同一体积中记录许多不同的全息图；而且记录介质越厚，角度和波长的偏移量就越小，记录的全息图就越多，可以进行大容量存储。
本实验系统便于学生从实验现象中更形象地认识与了解信息光学，加深对全息尤其是体积全息基本概念和基本性质的理解，为今后更深入的学习奠定基础。
体全息存储的过程实质上是一个相干光两步成像的过程。首先是在存储介质中记录物光和参考光干涉形成电场，然后用读出光(参考光或物光)去再现被记录的物光波前或参考光。这与数据通信的过程相似，参考波的振幅和相位都被物光波所调制，参考波犹如载波；记录全息图就是把被调制了的载波记录下来。在多重存储中，可以通过改变参考光束的角度，即改变参考光的空间频率，在记录介质的同一体积来(同一信道)记录多幅经过调制了的图像；也可以改变记录介质的位置(不同信道)来存储不同的图像。当再现时，用相干光去照射全息图，就相当于对调制了的信号进行解调，于是又得到原来的物光波，从而看到物体的像。并且，由体全息的角度和波长的选择性可知，利用不同角度入射或不同波长的光，可以在同一体积中记录许多不同的全息图；而且记录介质越厚，角度和波长的偏移量就越小，记录的全息图就越多，可以进行大容量存储。
本实验系统便于学生从实验现象中更形象地认识与了解信息光学，加深对全息尤其是体积全息基本概念和基本性质的理解，为今后更深入的学习奠定基础。
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