全息数据存储的快速读出系统研究

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1、北京工业大学硕士学位论文全息数据存储的快速读出系统研究姓名：李光明申请学位级别：硕士专业：光学指导教师：陶世荃20070501摘要信息技术和计算机技术飞速发展，要对存储器的信息容量和信息传输速率的要求也在增长，需要开发更高容量、更高访问速度的存储系统。本论文工作的目的是设计全息存储器的动态读出系统，使系统达到150Mbits／sec的读出速率。本论文首先对全息数据存储中快速读出技术的国内外发展状况进行了详尽的调研和理论阐述，介绍了一些体全息存储和全息存储器读出机理的相关概念，并针对盘式全息存储方案进行分析，得到了影响系统读出速率的因素。同时针对实验室现有寻址设备设计了高速读出

2、系统的实验方案并分别对系统中需要用到的仪器的工作性能进行了论证．高密度的信息存储是实现快速读出的基础。因此本论文也讨论了利用分轨道热固定的盘式全息存储(Track-DivisionThermal—fⅨingHolographicDiskStorage，TDTO方案对一种盘状全息存储介质(Zn：Fe：LiNb03晶体)进行其全息存储性能的优化。实验结果显示：TDTF方案可以抑制Zn：Fe：LiNb03晶体的擦除效应并且可以提高晶体的动态范围。以空间．角度复用全息存储光路为基础，设计了可实现快速动态读出的全息读写系统并做出了其工作流程和时序图。通过编制CVI程序，使得高速光开关、

3、寻址机械设备(电动精密转台)和再现数据采集系统(高速CMOS相机)三者在脉冲发生器的控制下实现同步工作，并通过实验验证了转台运动性能的稳定性和系统读出功能的可靠性．为了在实验室现有条件下验证高速动态读出的可能性，首先根据现有硬件设备的各项系数计算出可以得到的读取速率为34．2Mb／s。在此基础上设计了150幅全息图的记录和读出的实验方案。最终在盘状晶体中进行了原理性实验，通过150幅全息图的记录和动态读出，成功获得了34．2Mb／s的读出速率。并分析了在现有实验硬件情况下，只要系统在某些方面进行改进，就可以实现150Mb／s的目标。进一步讨论了达到G呐级读出速率对系统的要求。

4、关键词信息存储；盘式体全息存储；快速读出AbstractWiththedevelopingofinformationhighwayandcomputertechnology,therequirementtocapacityandtransferrateofinformationstorageisgettinghigherandhigher．Itisimportanttodevelopstoragesystemswithhighercapacityaswellasfasterreadoutrale．Theaimofthisthesisistodesignafastdynamic

5、readoutsystemforholographicmemoriestogetatargetreadoutratenolessthan150Mb／s．Inthisthesis，thetheoryandprogressoffastreadouttechnologyofholographicdatastorageintheworldissurveyed,somerelativeeonceptlollSaboutvolumeholographicstorageandreadoutmechanismofdevicesinholographicstoragesystemsarcint

6、roducedandthefactorsthataffectthereadoutrateamanalyzedbasedonthediskholographicstorageschemes．11圮experimentalfast-readoutschemessuitablefortheequipmentin0111"laboratoryare；investigated,andtheperformancesofthenecessarydevicesintheschemesaleevaluated．Thehigh-densityinformationstorageisthefoun

7、dationofachievingfastreadout．Thusthisthesisalsodiscussestheperformanceoptimizationoftheholographicdiscstoragemedium(Zn：Fe：LiNb03)byusingTrack-DivisionThermal一6xingHolographicDiskStorage(TDTF)scheme．TheresultshowsthattheTDTFschemesuppressestheerasugceffec