Лазерный двухпучковый метод многослойной записи/считывания микроголограмм в объемных регистрирующих средах

• Автор: Штейнберг, Илья Шнеерович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 147 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЗАПИСИ И
ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
1Л Побитовая запись информации на плоских носителях
1.2. Оптические методы записи на основе объемных носителей
1.2.1. Голографическая наложенная запись со страничной организацией данных
1.2.2. Многослойная запись
1.2.2.1. Многослойная побитовая запись
1.2.2.2. Голографическая пословно-ориентированная запись
информации
1.3. Выводы по главе
ГЛАВА 2. ЛАЗЕРНЫЙ ДВУХПУЧКОВЫЙ МЕТОД МНОГОСЛОЙНОЙ ЗАПИСИ И ДЕТЕКТИРОВАНИЯ ОБЪЕМНЫХ МИКРОГОЛОГРАММ
2.1 Суть, особенности и преимущества метода
2.2 Метод фазового кодирования информации в микроголограммах
2.3 Гетеродинное детектирование в режиме импульсного освещения
2.4 Предельная плотность многослойной записи
2.5 Выводы по главе
ГЛАВА 3. МНОГОСЛОЙНАЯ ЗАПИСЬ МИКРОГОЛОГРАММ В РЕЖИМЕ ЛИНЕЙНОГО ПОГЛОЩЕНИЯ
3.1. Установка для исследования двухпучкового метода записи микроголограмм в объемных регистрирующих сред в режиме линейного поглощения
3.1.1. Оптико-механическая часть установки
3.1.2. Электронное устройство управления установки
3.1.3. Расчетные и экспериментальные параметры установки
3.2. Исследование процессов многослойной записи/считывания микроголограмм в фоторефрактивных регистрирующих средах
3.2.1. Особенности использования регистрирующих сред при многослойной записи
3.2.2. Эффект фоторефракции в кристаллах ниобата лития
3.2.2.1. Запись/считывание микроголограмм в легированном железом ниобате лития
3.2.3. Фотополимерный материал
3.2.3.1. Экспериментальное исследование процессов записи/считывания микроголограмм в фотополимерном материале
3.3. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЗАПИСИ МИКРОГОЛОГРАММ В РЕЖИМЕ ДВУХФОТОННОГО ПОГЛОЩЕНИЯ
4.1. Основы теории двухфотонного поглощения
4.2.Особенности использования двухфотонных регистрирующих сред
при многослойной записи
4.3. Экспериментальная установка
4.4. Исследование процессов многослойной двухфотонной записи и считывания в объемных регистрирующих материалах
4.4.1. Запись/считывание в нелегированном ниобате лития
4.4.2. Запись/считывание в нелегированном танталате лития
4.4.3. Двухфотонная запись микроголограмм в нелегированных кристаллах танталата лития с разной стехиометрией
4.4.4. Запись/считывание в фотополимерных материалах на основе
тиоксантоновых хромофоров
4.5. Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Введение
Актуальность работы
Хранение и накопление информации в аналоговом и цифровом виде является фундаментальной основой человеческой культуры и цивилизации. Информационные технологии становятся, и будут оставаться важнейшей потребностью общества, что подтверждается стремительным развитием электронных и фотонных технологий записи и хранения данных.
Оптические технологии записи и хранения данных являются одной из наиболее развивающихся областей современной оптики и представляют как научный, так и коммерческий интерес.
Оптическая память, представленная в виде компакт-дисков (CD) стала основным средством распространения музыки и компьютерного программного обеспечения. Появление дисков в стандарте DVD (Digital Versatile Disc), обладающих в семь раз большей поверхностной плотностью записи, позволило осуществить запись нескольких часов видео высокого качества в стандарте MPEG-2.
Увеличение скорости вычислений, развитие новых Интернет и мультимедийных приложений, таких как аудио и видео по требованию, создание электронных библиотек, медицинских архивов приводит к необходимости дальнейшего повышения плотности записи и емкости памяти. Даже последний стандарт оптических дисковых запоминающих устройств - “Blue Ray,” поддерживающий видео высокой четкости, этим требованиям не удовлетворяет. Следует отметить, что стандарт “Blue Ray,” обладает практически предельной1 поверхностной плотностью записи. Дальнейшее развитие технологии оптической памяти возможно за счет использования- толстых регистрирующих сред. Это направление реализуется путем наложенной записи объемных голограмм, а также путем записи информации в ряде разделенных по глубине слоях [1]. Такую технологию принято называть многослойной.

2.2. Метод фазового кодирования информации в микроголограммах
Кодирование информации в микроголограмме осуществляется с помощью метода относительной фазовой манипуляции. Информационным параметром в таком методе является разность фаз между пространственными гармониками двух следующих друг за другом микроголограмм. Так, для чисто фазовых сред распределение показателя преломления Ап в двух соседних микроголограммах описывается выражением:
Дпт = п0 +АДп0со8(2тс£,уу + срт), Дпт+1 = п0 +АДп0соз(2лу + фт+1), (2.1)
где с} - их пространственная частота, Дп0 амплитуда модуляции показателя преломления, По показатель преломления среды, а коэффициент А определяется нормализованным распределением интенсивности (см. выражение 2.23). В процессе считывания определяется разность фаз Дф ~ Фт+1 - фт и по кодовой таблице находится соответствующее значение двоичного разряда. Пример построения такой кодовой таблицы для восьми уровней изменения фазы приведен в таблице 2.1. Такой набор уровней фазы позволяют записать в каждой микроголограмме трехразрядное двоичное слово.
Таблица
Пример таблицы соответствия при восьмиуровневом фазовом кодировании.
Значение разности фаз Д(р (град.) 0 45 90 135 180
Трехразрядное слово ООО 001 010 011 100
Принцип простейшего двухуровневого (противофазного) относительного фазового кодирования иллюстрируется рисунком 2.2. Здесь схематически показаны положения максимумов интенсивности в последовательности из трех микроголограмм. Фаза решетки каждой следующей микроголограммы изменяется на % радиан.