发布时间 : 星期四 文章浅谈全息技术的发展及前景论文更新完毕开始阅读a8af6ef1f90f76c661371a79
光致变色材料。这是由于光致变色膜层内的分子极化特性发生改变，会导致膜层折射率的变化。尤其记录波长与介质吸收谱非共振时，膜层内部可产生显著的折射率变化。光致变色材料具有无颗粒特征，分辨率仅受记录光波长和光学系统的影响。但是光致变色材料存储
的全息图的衍射效率并不高。 2.全息存储中的复用技术
角度复用：这是一种使用最早、研究最为充分的复用技术，它利用了体积全息图的角度选择性，使不同的信息页面可以互不相干地叠加在同一个空间区域内。每幅全息图在记录和读出时所采用的物光和参考光的夹角都各不相同，但采用的激光波长是固定的。角度复用存储的全息图数目越多，平均衍射效率就越低，并且由于串抗干扰的叠加将导致读出数据的信噪比下降，这些因素也影响和限制了角度复用技术可以实现的存储容量。
位相复用：为了克服角度复用技术串扰噪声较大的缺点，人们又提出了正交位相编码复用技术。在这种复用技术中，参考光的波长和光束角度都是固定的，而位相编码一般使用确定性位相编码中的正交位相编码。因此，位相复用技术可以提高读出过程中全息图的衍射效率，增加读出数据的信噪比，并且可以使对存储数据的寻址通过改变光束的位相而不是改变光束的方向来实现，从而使寻址过程更快。
波长复用：由于全息图的再现对读出光的波长也十分敏感，所以波长复用也是全息光存储的主要复用方式之一。波长复用也是基于全息光存储所具有的布喇格角选择性，只是此时每幅存储的全息图是与一个特定的光源波长相对应，记录和读出过程中参考光和物光之间的夹角保持不变。
3.取得的成就
20世纪60年代末发现光折变效应后，在光折变晶体中进行全息存储一度成为热点。1975年，美国RC公司报道了在1cm铌酸锂晶体中存储500幅全息图的实验。美国Northrop公司于1991年在掺铁铌酸锂晶体中存储并高度保真再现了500幅高分辨率军用车辆全息图。1992年，有在同样的铌酸锂晶体中存储1000页的数字数据，并无任何错误地复制到数字计算机的存储器。1994年美国加州理工学院在1cm掺铁铌酸锂晶体中记录了10000幅全息图。同年，斯坦福大学的一个研究小组把经压缩的数字化图像视频数据存储在一个全息存储器中。IBM公司也研制出一台灵活而稳固的高分辨率的自动全息存储系统试验台。目前，我国有人正在研制利用二值空间光调制器实现多灰阶全息存储的方法，它可近一步提高存储密度与读出数据的传输速率。另有人正在研究体全息相关器的内容寻址功能的相关研究，它可以并行快速地进行关联检索，并具有很大的提升潜力。
美国斯坦福大学的HDSS WORM演示平台。2000 年， 美国斯坦福大学为DARPA 投资实施的HDSS 项目开发了高传输速率、高容量的全息光盘存储系统，如下图所示。该系统采用了IBM公司的铁电液晶空间光调制器( FLC SLM) 记录二维数据，最高分辨率为1 024×1 024 像素，采用Kodak公司的CCD 作为探测器，其分辨率与SLM 匹配，最大帧数为1 000 fps。利用脉冲倍频Nd∶YAG 激光器( 波长为532 nm) 进行记录和读出，光盘安装在精密的空气静压轴承上，使用精密光电轴角编码器系统的全息信道解码传输速率可达1 Gbits/s，使用1 次写入多次读取(WORM) 的光致聚合物作为存储介质，容量为120 GB。由于较厚的介质( 如LiNbO3 晶体) 的存储容量受到介质动态范围和噪声的影响要多于复用技术，而较薄的介质( 如光致聚合物) 则不然，所能存储全息图的数量在很大程度上由复用技术决定。经常
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在较厚介质中使用的角度复用技术在这里效果不大，需要使用其它复用技术，例如移位或旋转复用技术, 该系统采用的是散斑-移位复用技术。
图为美国斯坦福大学的HDSS WORM 演示平台系统
全息存储器可望存储几千亿字节的数据（目前光盘是6.4亿字节数据），而且具有高保真度，并以等于或大于10bit/s速度传送数据，可在100微秒或更短时间内随机选择一个数据页面。全息存储技术的迅速发展，必将在不远的未来迎来光辉的时代。
四、全息透镜
全息透镜是依据光的干涉和衍射原理，可以完成普通光学透镜的任务和功能。最早的全息透镜是1871年由瑞利制成的菲涅尔波带片。全息透镜有许多明显的优点，它的重量轻、造价低、制造快、易于复制、能多重记录以及便于分割。英国研制出的一个全息产品——头盔夜视仪，它可以借助微弱的星光看清一公里远的目标。
当前全息透镜的主要应用
1.
补偿透镜
8 在制造全息透镜时, 用光学系统产生的有像差的波前(对应参考光)和完善的点源球面波(对应物光波)记录。当使用时，用有像差的波前（作为物光波）照明全息透镜, 就可以起到补偿的作用。对于有像差的波前在记录时, 也可以不用实际的系统, 而用一个计算全息图来代替。
2.
准直物镜
大口径的球面或非球面准直物镜的制造是很费工的, 如果用全息的方法制造就快得多了,当然在制造时需要有一个大口径、高质量的准直物镜产生平面波。这种全息准直物镜用于干涉系统和激光系统是很合适的, 可以避免它的缺点。因这些系统多是用单色狭光源照明。
3.
把成像元件和转像元件结合起来
光学系统有时需要加一个棱镜来转像。如果用离轴透射全息透镜或者反射全息透镜, 就可以同时
完成成像和转像的功能。
4.
分割透镜
为了某些特殊的应用, 有时需要把一个透镜分割开, 再组合起来, 例如干涉用的双半透镜, 把一块透镜分为两半, 使其有一定的距离。又如跟踪接收机把一个透镜分成四部分, 再按相反方向组合起来, 可以对一个目标产生四个分开的像。这一类元件如果用全息透镜就很容易分割。
5.
多重透镜
多重透镜的种类很多。例如一些干涉系统, 大都需要一个标准波面和测试波面。用全息的方法就可以用一块透镜来完成。又如用傅里叶变换透镜进行空间滤波, 至少要两个变换镜头, 将空间滤波器和一个变换镜头用一个全息系统来代替, 可以省去一个变换透镜, 还可以缩短光路。
6.
大相对孔径的透镜
全息透镜的另一优点是便于制作大相对孔径的透镜。在低光强成像系统或全息信息存贮系统中, 都需要大相对孔径的透镜, 用全息的方法制造就比较容易。
7.
傅里叶变换透镜
全息透镜同普通透镜一样,可以完成傅里叶变换的功能, 因此可用全息透镜代替信息处理系统中的傅里叶变换透镜。
3、全息技术的展望
全息照相的应用潜力是巨大的，这一新技术将会在工业、医学、国防、公共安全等各个领域全面展开，产生显著的社会效益和经济效益。
作为一门新兴学科，全息技术还处在蓬勃发展阶段，我们相信：随着科技的进一步发展和科技人员的努力垒息照栩的应用必将迎来它更辉煌的明天。
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