第四章全息存储系统的 单元器件 4.1激光器 4.2组页器 4.3探测器 4.4寻址器件 4.5其它单元器件
第四章 全息存储系统的 单元器件 4.1 激光器 4.2 组页器 4.3 探测器 4.4 寻址器件 4.5 其它单元器件
典型的光学全息存储系统 示意图 CCD探测器 空间光调制器 寻址器件 参考光東 存储介质 读出数据 物光束 激光器 输入数据 图41典型的光学全息存储系统示意图
典型的光学全息存储系统 示意图
主要单元器件 1)全息存储材料 2)激光器:提供高度而准直的相干光。 3)寻址器件:用于改变物光或参考光方向, 以实现多重记最和随机存取功能 4)组页器:产生待记录图像或数据页的相干 光学图像。 5)探测器:读出再现的囹像或数据页。 6)各种常规光学和电子学元件
主要单元器件 1) 全息存储材料 2) 激光器：提供高强度而准直的相干光。 3) 寻址器件：用于改变物光或参考光方向， 以实现多重记录和随机存取功能。 4) 组页器：产生待记录图像或数据页的相干 光学图像。 5) 探测器：读出再现的图像或数据页。 6) 各种常规光学和电子学元件
4.1激光器 在全息存储系统中,要求激光器能够提供所 需的高强度、准直相干光,并且具有很好的 频率稳定性、振幅稳定性、相干长度和可靠 激光器可以是脉冲的或连续波的。大容量的 全息存储系统基本上是采用连续激光器。应 用应尽量米用相对短的波长 氦氖激光器、氩离子激光器、氪离子激光器 红宝石激光器和掺钕钇铝石榴石激光器、可 调谐激光器
4.1 激光器 ◼ 在全息存储系统中，要求激光器能够提供所 需的高强度、准直相干光，并且具有很好的 频率稳定性、振幅稳定性、相干长度和可靠 性。 ◼ 激光器可以是脉冲的或连续波的。大容量的 全息存储系统基本上是采用连续激光器。应 用应尽量采用相对短的波长。 ◼ 氦氖激光器、氩离子激光器、氪离子激光器、 红宝石激光器和掺钕钇铝石榴石激光器、可 调谐激光器
4.2组页器 ■组页器是光学全息存储器的二维信号输入器件, 输入信号可以是光信号或电信号,经过组页器转 换成二维相干光学图像,它可以代表灰级模拟图 像,也可以代表数字数据。 广义上,组页器就是空间光调制器(SLM) ■SLM是一种可对某光波的波前的某些特性进行调 制的器件,如二维光场分布的位相、振幅、频率 或强度和偏振态,从而将信息加载于该光波上 作为输入器件,可以将SLM视为一种可控制的透 明片
4.2 组页器 ◼ 组页器是光学全息存储器的二维信号输入器件， 输入信号可以是光信号或电信号，经过组页器转 换成二维相干光学图像，它可以代表灰级模拟图 像，也可以代表数字数据。 ◼ 广义上，组页器就是空间光调制器(SLM) ◼ SLM是一种可对某光波的波前的某些特性进行调 制的器件，如二维光场分布的位相、振幅、频率 或强度和偏振态，从而将信息加载于该光波上。 作为输入器件，可以将SLM视为一种可控制的透 明片
SLM结构的基本特点 SLM是由许多基本的独立单元组成的一维线阵或二 维阵列,这些独立单元可以是物理上分割的小单元, 也可以是无物理边界的、连续的整体,只是由于器 件材料的分辨率和输入图像或信号的空间分辨率有 限,而形成的一个一个小单元 ■这些小单元可以独立地接收光学或电学的输入信号, 并利用各种物理效应改变自身的光学特性(相位 振幅、强度、频率或偏振态等),从而实现对输入 光波的空间调制或变换
SLM结构的基本特点 ◼ SLM是由许多基本的独立单元组成的一维线阵或二 维阵列，这些独立单元可以是物理上分割的小单元， 也可以是无物理边界的、连续的整体，只是由于器 件材料的分辨率和输入图像或信号的空间分辨率有 限，而形成的一个一个小单元。 ◼ 这些小单元可以独立地接收光学或电学的输入信号， 并利用各种物理效应改变自身的光学特性（相位、 振幅、强度、频率或偏振态等），从而实现对输入 光波的空间调制或变换
SLM结构的基本特点 ■习惯上,把这些小独立单元称为空间光调制 器的“像素”, 把控制像素的光电信号称为“写入光”,或 “写入(电)信号”, ■把照明整个器件并被调制的输入光波称为 “读出光”,经过空间光调制器后出射的光 波称为“输出光
SLM结构的基本特点 ◼ 习惯上，把这些小独立单元称为空间光调制 器的“像素”， ◼ 把控制像素的光电信号称为“写入光”，或 “写入（电）信号”， ◼ 把照明整个器件并被调制的输入光波称为 “读出光”，经过空间光调制器后出射的光 波称为“输出光
SLM的分类 ■读出光应该能照明空间光调制器的所有像素,并 能接收写入光或写入电信号传递给它的信息,经 调制或变换转换成输出光。按读出光工作方式分, 可有透射式和反射式 ■写入光或写入电信号应含有控制调制器各个像素 的信息。把这些信息分别传送到相应像素位置上 去的过程称为“寻址”(或“编址”)。如果采 用写入光实现这一过程,称为光寻址,采用写入 电信号时,称为电寻址
SLM的分类 ◼ 读出光应该能照明空间光调制器的所有像素，并 能接收写入光或写入电信号传递给它的信息，经 调制或变换转换成输出光。按读出光工作方式分， 可有透射式和反射式。 ◼ 写入光或写入电信号应含有控制调制器各个像素 的信息。把这些信息分别传送到相应像素位置上 去的过程称为“寻址”（或“编址”）。如果采 用写入光实现这一过程，称为光寻址，采用写入 电信号时，称为电寻址
空间光调制器示意图 写入光 读出光 读出光 输出光 入类 输出光 (a)透射式光寻址 (b)反射式光寻址 写入(电)信号 写入(电)信号 读出光 读出光 输出光 输出光 (c)透射式电寻址 (d)反射式电寻址
空间光调制器示意图
光寻址 ■光寻址通常采用一个二维光强分布(如一幅图像) 作为写入光,使其成像在空间光调制器的像素平 面上,并使写入光的像素与空间光调制器的像素 对应,从而实现寻址。 ■光寻址时,所有像素的寻址同时完成,所以它是 种并行寻址 ■其特点是寻址速度最快,而且像素的大小,原则 上只受写入光成像光学系统分辨率的限制
光寻址 ◼ 光寻址通常采用一个二维光强分布（如一幅图像） 作为写入光，使其成像在空间光调制器的像素平 面上，并使写入光的像素与空间光调制器的像素 一一对应，从而实现寻址。 ◼ 光寻址时，所有像素的寻址同时完成，所以它是 一种并行寻址。 ◼ 其特点是寻址速度最快，而且像素的大小，原则 上只受写入光成像光学系统分辨率的限制