角度復用光信息存儲與圖像識別實驗講義及實驗指導書

近年來隨著信息技術的高速發(fā)展，人們對存儲器的存儲容量和傳輸速率等性能的要求越來越高?；趯Υ蟠鎯θ萘康囊?，出現(xiàn)了海量存儲技術，因而包括光盤存儲在內的光信息存儲技術相應而生。但光盤存儲雖然在海量信息存儲方面有諸多優(yōu)點，卻只能在二維平面介質上存儲信息，而二維存儲正逐步接近其物理極限。從平面擴展到三維體積的體全息存儲技術同時具有存儲容量大、數(shù)據傳輸速率高和信息尋址速度快的特點，因此體全息存儲技術是可以滿足目前人們對海量存儲系統(tǒng)性能要求的首選方案，對其的研究也就具有十分重要的意義。
體全息存儲的過程實質上是一個相干光兩步成像的過程。首先是在存儲介質中記錄物光和參考光干涉形成電場，然后用讀出光(參考光或物光)去再現(xiàn)被記錄的物光波前或參考光。這與數(shù)據通信的過程相似，參考波的振幅和相位都被物光波所調制，參考波猶如載波；記錄全息圖就是把被調制了的載波記錄下來。在多重存儲中，可以通過改變參考光束的角度，即改變參考光的空間頻率，在記錄介質的同一體積來(同一信道)記錄多幅經過調制了的圖像；也可以改變記錄介質的位置(不同信道)來存儲不同的圖像。當再現(xiàn)時，用相干光去照射全息圖，就相當于對調制了的信號進行解調，于是又得到原來的物光波，從而看到物體的像。并且，由體全息的角度和波長的選擇性可知，利用不同角度入射或不同波長的光，可以在同一體積中記錄許多不同的全息圖；而且記錄介質越厚，角度和波長的偏移量就越小，記錄的全息圖就越多，可以進行大容量存儲。
本實驗系統(tǒng)便于學生從實驗現(xiàn)象中更形象地認識與了解信息光學，加深對全息尤其是體積全息基本概念和基本性質的理解，為今后更深入的學習奠定基礎。