文档介绍：体全息存储技术简介
宋爽
北京工业大学应用数理学院 010612 班
指导教师:江竹青

摘要介绍了使用光折变晶体进行体全息存储研究的背景和意义、体全息存储技术国内外研究现状。
关键词体全息存储,光折变晶体。

一、引言
体全息存储技术是一种可以实现高密度存储、高速并行读出的光学存储技术。光折变晶体是体
全息存储技术的主流存储介质。光折变晶体(例如,掺铁铌酸锂晶体)具有在光照下其内部电子重新分
布的特点,光折变全息记录正是利用了这一特性。由于通常采用与记录光同波长光进行读出,因此
读出全息图时,读出光照会致使其中所存全息图被光擦除而丢失。光折变晶体信息存储的易失性问
题已经成为阻碍体全息存储发展和应用的关键因素之一。热固定技术是解决光折变晶体易失性问题
的有效方法。
掺铁铌酸锂晶体(Fe:LiNbO3)的氧化处理是将晶体放置在高温环境下进行氧化。实验结果表明,
氧化后晶体的写入擦除时间常数、最大衍射效、抗噪声能力和热固定效率都有所增长;但灵敏度下
降了。
在晶体表面特定区域沿光轴方向镀导电膜。镀膜前后的实验结果比较表明,全息写入和擦除时
间常数均增大,动态范围增大,灵敏度和批擦除时间常数有所下降。

二、体全息存储技术的研究背景和意义
随着现今科学技术的的不断迅猛发展,对信息进行存储、移动、处理的需要也与日俱增。数据
的容量不断大幅猛增,对移动过程中的安全性的日加重视,以及要求更快速的进行信息存储和读取,
这些事实对于信息存储技术的发展提出了很高的要求。以往的传统存储方式,如书籍、磁盘、磁带,
已经无法满足人们的需要。但随着 20 世纪 40 年代末提出全息术,50 年代光学传递函数的产生,60
年代激光器的发明,新的存储方式-----光学存储日渐成为现今主流的存储方式,如光盘存储等。而这
些主流的存储方式由于自身存在这样那样的缺点,无法进一步满足人们的需要,体全息存储技术得
以孕育而生。
体全息技术具有其他先行存储技术所不具有的一些优点。例如,存储容量大,其存储密度理论
值可达到 1/λ3;传输速率高,由于数据是以整个页面进行存储与读出,其读取时间得到极大改善。
具体来说,如果存储的图像是二值化数字数据,每页数据量为 320×264,忽略页间和页内串扰噪声,
数据读出速率可达 5—28Gbit/s;并且,由于受外界电磁场影响小,所以可以在强电磁场干扰的情况
下使用[1]。
全息存储技术通常采用光折变晶体作为存储介质,由于光折变晶体对光照敏感,存入的信息在
读出过程中会受到光擦除,导致所存信息的丢失。因此需要采用固定技术解决光折变晶体全息存储
的易失性问题。热固定技术是解决该问题的有效方法。
热固定技术是利用电子和离子在不同温度下的传导能力的不同,对已记录信息的光折变晶体加
热,使得晶体中的离子在高温下运动,实现离子对电子光栅的补偿,形成了与电子光栅互补的离子
光栅;室温显影,光照擦除电子光栅,得到可以长久保存的离子光栅。固定后的离子光栅可以实现
高衍射效率和长寿命,室温下的存储寿命可以达到 100 年[2]。

三、体全息存储技术国内外研究现状
全息理论是在上世纪 40 年代由英国科学家Dennis Gabor首先提出。随Van He