高密度数字全息存储方案的比较
全息技术在数据存储中的应用
全息技术在数据存储中的应用全息技术是一种高级的成像技术，它可以记录并再现物体的全貌和三维信息，具有高分辨率、真实感强等特点。
随着科技的不断发展，全息技术在各个领域得到了广泛的应用，其中之一就是在数据存储领域。
全息技术在数据存储中的应用，为数据存储带来了革命性的变革，提高了数据存储的密度、速度和安全性。
本文将探讨全息技术在数据存储中的应用，以及其带来的益处和挑战。
一、全息技术在数据存储中的原理全息技术是一种记录和再现光波干涉图样的技术，它利用了光的波动性质和干涉原理。
在全息技术中，通过将物体的全貌信息记录在介质中的干涉图样，再通过光的照射可以再现出原物体的全貌和三维信息。
在数据存储中，全息技术利用了其高密度、高速度和高安全性的特点，将数据以全息图样的形式记录在介质中，实现了大容量、高速度和安全可靠的数据存储。
二、全息技术在数据存储中的应用1. 高密度数据存储全息技术可以实现非常高密度的数据存储，因为它可以将数据以三维的形式记录在介质中。
相比传统的二维数据存储方式，全息技术可以将更多的数据信息记录在同一块介质上，从而实现更高的数据存储密度。
这对于大容量数据存储来说具有重要意义，可以满足日益增长的数据存储需求。
2. 高速度数据读取全息技术在数据读取方面也具有明显优势。
由于全息图样记录了物体的全貌和三维信息，因此在读取数据时可以同时读取多个数据点，实现并行读取，大大提高了数据读取的速度。
这对于需要快速访问数据的应用场景非常重要，可以提高数据的响应速度和处理效率。
3. 数据存储安全性全息技术在数据存储中还具有较高的安全性。
由于全息图样记录了物体的全貌信息，要想恢复出原始数据，需要使用特定的光源和解码技术，因此具有较高的安全性。
这对于一些对数据安全性要求较高的应用场景来说非常重要，可以有效防止数据泄露和篡改。
三、全息技术在数据存储中的益处1. 提高数据存储密度：全息技术可以实现非常高密度的数据存储，可以在有限的介质空间内存储更多的数据信息。
全息视频VR通信技术
“全息”（Holography）即“全部信息”，这一概念是在1947年由英国匈牙利裔物理学家丹尼斯·盖伯首次提出，他也因此获得了1971年的诺贝尔物理学奖。
全息技术是一种利用干涉和衍射原理来记录物体的反射，透射光波中的振幅相位信息进而再现物体真实三维图像的技术。
它与物理学、计算机科学、电子通信及人机交互等学科领域有着密切的联系。
广义上说，全息通信业务是高沉浸、多维度交互应用场景数据的采集、编码、传输、渲染及显示的整体应用方案，包含了从数据采集到多维度感官数据还原的整个端到端过程，是一种高沉浸式、高自然度交互的业务形态。
结合6G技术，进行扩展与挖掘可获得包括数字孪生、高质量全息、沉浸XR、新型智慧城市、全域应急通信抢险、智能工厂、网联机器人等相关全息通信场景与业务形态，体现“人-机-物-境”的完美协作。
传统光学全息：光学全息的全部过程分为信息数据采集与信息图像重构两个阶段，采集阶段相当于照相机的拍摄过程，而信息图像重构阶段相当于洗照片的过程。
数字全息：由于全息图只是对物体的物光束和参考光波进行相干叠加时产生的一些列干涉条纹进行了记录，而要得到物体的再现像，就必须对全息图进行重新处理，数字全息是利用电荷耦合器件来代替传统的光学记录材料来记录全息图，将物体的物光信息数字化记录，便于存储、数字处理以及重现。
它最早是由Goodman在1967年提出的。
计算全息：计算全息最早是由Kozma和Kelly提出，但是限于当时计算机技术水平的不足，计算全息一直没有发展起来，直到21世纪初期数码照相机的普及和计算机技术的发展成熟才又进入了发展时期。
计算全息是一种数字全息领域的分支，这种新型的方法是利用计算机去模拟物体的光场分布，用算法去进行全息图的制作，该方法可以不依赖实物，而是基于该物体的数学描述进行全息图制作，实现了全息术从实际物体到虚拟物体的突破。
计算全息三维显示技术是近年来将全息术、光电技术及计算机高速计算技术相结合发展起来的最具潜力的三维显示技术，与传统光学全息术相比具有灵活、可重复性好的特点。
几种数字档案常用存储介质的对比分析
几种数字档案常用存储介质的对比分析摘要随着社会的进步和科技的发展,数字档案的存储介质也越来越丰富,选择和利用好缩微胶片、磁带、硬盘、光盘以及闪存等存储介质,对于档案和信息资料的保护、开发和利用将起到一定的促进作用。
关键词数字档案;存储介质;资源;开发利用随着社会的进步和科学技术的发展,特别是激光、磁介质的出现和计算机以及通讯技术的日益普及,档案及信息资料的存储介质也由纸质载体介质存贮发展到缩微胶片、磁带、硬盘、光盘以及闪存等多种新型载体存储介质并存的局面。
如何选择和利用好档案和信息资料的存储介质,更好地保护和利用档案信息资源,促进档案信息资源的整合、开发和利用是目前值得我们去思考和研究的问题。
1 几种数字档案常用存储介质优缺点对比1.1 缩微胶片存储萎缩胶片存储就是利用缩微复制技术将档案原件缩小拍摄在感光胶片上,经加工制成缩微品保存、传播和使用。
优点:缩微技术工艺成熟,性能稳定;存储密度大,造价和管理费用较低;记录效果好,速度快;规格统一,适用范围广;携带方便,易于还原拷贝;具有法律凭证的作用;缩微模拟影像保真度高,记录真实,更改较难。
缺点:检索速度慢,查阅效率低,资源共享性差;“用一件提一盒”,影响档案利用的安全保密性;保存条件要求高,需定期检查防止粘连;在使用过程中容易损坏,如刮伤、磨损或起折等;设备投资大,工艺过程较为复杂,费时费力。
1.2 磁带存储磁带就是涂有磁性介质塑料薄膜构成的连续的条带,磁带被缠绕在一个锭子上并封装在一个特殊设计的机械盒子里,以保护磁带不受损害和防止灰尘。
优点:体积小巧、携带方便,易于转移,可作为远程灾难恢复备份;容量大、成本低;耐用、寿命长,适应各种气候条件下存放;磁带的无文件系统格式,不受病毒、黑客和自然灾难的安全威胁。
缺点:属线性记录介质,涉及过多机械物理操作;没有校验操作,可靠性较差,效率较低;需要加载或倒带,需在磁带卷中搜索数据文件,维护磁带库费人工。
1.3 硬盘存储硬盘是由坚硬金属材料制成的涂以磁性介质的盘片组成,不同容量硬盘的盘片数不等。
全息技术的原理及应用
全息技术的原理及应用全息技术是一种用于记录和再现光场的技术，它是一种三维成像技术。
全息技术最早于1962年由著名物理学家丹尼尔·费涅尔（Daniel Gabor）提出。
全息技术的最大特点是可以将物体的三维信息完整地改写到一个二维的全息图中，全息图看似一张普通的照片，但是在光源的照射下，它能够重新创造出原来的物体，还原出物体的三维形态，同时还具有非常好的真实感和逼真感。
全息技术的原理全息技术的原理是利用激光将物体的光场记录在照相底片上，形成全息图。
全息图是一种保存了物体三维形态的光学记录，它包含了物体的干涉图案和透明度信息。
全息图利用干涉的性质，可以记录物体的相位信息和振幅信息，能够保存物体的全息图。
记录全息图时，需要将物体和照相底片分别置于两个平行的玻璃板之间。
激光在照射物体时，会将物体的光场反射到照相底片上，形成干涉图案。
底片上的干涉图案是物体光场的等相位面反映出来的图像，它是由物体表面反射的光和费涅尔透镜（一种具有聚焦作用的透镜）所形成的参考光共同构成的。
因为在干涉场中，光波的传播路径长度差非常小，在光波相遇处形成明暗条纹，这些条纹的位置和形状会因物体的形态而发生改变，形成的最终干涉图案记录下来就是全息图。
再现全息图时，需要用与记录时完全相同的激光照射全息图，通过透过全息图的物体表面反射出来的光和记录时的参考光发生干涉，使得原来的物体在远离全息图的位置上重现出来。
全息图的再现实现了物体三维成像，不仅形成物体的轮廓，而且根据物体的距离和形态变化能够变幻不一的视角，充分表现出物体的全貌和空间位置的正确性。
全息技术的应用全息技术的应用领域非常广泛，下面是其中一些主要应用：1. 眼科诊断：全息技术可以记录患者眼球的形态，进而帮助医生进行眼科疾病的诊断和治疗。
如果对眼血管进行全息摄影，医生可以查看容易被遮挡的病变区域。
2. 工业设计：全息技术可以记录产品的三维形态，帮助工业设计师进行产品的设计和开发。
数字媒体技术
数字媒体信息存储技术随着光电等科学技术的发展，人类步入了一个全新的数字化时代和信息时代。
由于信息的多媒体化，人们处理的不仅是简单的数据、文字、声音、图像，而是由高清晰度的和高质量的声音和运动图像等综合在一起的数字多媒体信息。
多媒体信息的数据量很大：文字、声音、图像、动画、视频等多种媒体信息同时存在，尤其是动态的声音和视频图像更为明显。
即使经过压缩，所需要的存储空间仍然十分客观。
目前我们普遍使用的多媒体信息存储技术主要有磁存储技术和光存储技术。
磁存储技术：磁存储器是一种传统的存储系统，它是利用一层微米级的表面磁介质作为记录信息的媒体，以磁介质的两种不同剩磁状态或不同剩磁方向变化的规律来表示二进制数字信息。
磁存储器的信息记录和读出过程都是电磁信息转换的过程，是通过磁头和运动着的磁介质来实现的。
磁头用铁磁性材料做磁芯，上面绕有读/写线圈。
进行写入操作时，磁头线圈中通以交变信号电流，磁芯中的磁通量也随着变化，这个交变的磁场从磁头缝隙中泄漏出去，使作匀速运动的磁盘表面上的磁介质被磁化，在磁盘上的磁化点就代表所要记录的数据。
读出操作时，由于磁介质载体和磁头间的相对运动，事先被磁化了的区域顺序地经过磁头，磁芯中的磁通量发生变化，在磁头线圈中产生感应电动势，这一电动势经过一定的处理，就可恢复原来写入的数据。
磁存储器之所以能长期存在，是因为它有许多优点；（1）存储媒体是非易失性的，存储内容可脱机长期保存；（2）存储密度不断提高，存储容量大，能满足计算机的发展需要；（3）写入、读出速度比较快，还易于实现盖写，具有重复使用性能。
从存储原理上看，软磁盘、硬磁盘等均属于磁存储器。
软盘存储器是一种以软磁盘片作为记录媒体来进行随机存取的磁盘存储设备。
所用盘片用柔软的聚酯薄膜作为盘基，表面涂有磁性材料，封装在方形保护套内，工作时对环境要求较低，在一般办公室内均可使用。
硬盘作为一种磁表面存储器，是在非磁性的合金材料表面涂上一层很薄的铁磁性材料，通过磁层的磁化来存取信息。
全息信息存储技术
全息信息存储技术全息信息存储技术，简称全息存储技术，是一种把信息以全息形式记录在介质中的技术手段。
全息存储技术可以存储比传统光盘和磁盘存储更多的信息，具有更长久的保存时间和更快的数据读写速度。
因此，它被广泛应用于各个领域，包括科学研究、医学、军事等。
全息存储技术的原理是利用相干光的干涉现象，利用全息干涉的原理将被记录的信息转化为光学全息图，在光学介质中存储。
通过将记录介质利用激光读出全息信息，全息存储技术可以实现超高密度的存储，媲美DNA信息存储的密度。
全息存储技术的优点在于它可以存储大量的信息，在同样的空间中展现更大的信息。
全息存储介质还具有较高的数据读取速度和数据保存时间。
相比于传统的磁盘和光盘存储技术，全息存储技术可大大减少信息的物理体积，从而降低运输和储存成本。
除此之外，全息存储技术还有着广泛的应用。
在科学研究领域中，全息存储技术可以记录大量信息，以更好地理解天体物理学、量子力学和原子分子物理学等领域的复杂问题。
在军事应用中，全息存储技术可作为重要的数据传输媒介，在军事侦查和数据收集方面发挥积极作用。
在医学领域，全息存储技术可以保存大量的医学图像和数据，以便更好地进行医学分析和研究。
尽管全息存储技术在多个领域有着广泛的应用，但是全息存储技术仍然面临着许多挑战。
首先是实现高密度存储的问题，全息存储技术目前的实验性数据存储仍然受限于存储密度的限制。
其次，全息存储技术在实际应用中的读取与擦除速度还需要进一步改进，以满足实际需求。
总之，全息存储技术作为一种具有很大潜力的信息存储技术，可以解决信息存储密度、数据读写速度等瓶颈问题。
我们希望未来能够通过持续创新和技术改进，进一步发挥全息存储技术的潜力，更好地为人们的升级和发展贡献力量。
数据安全存储方案
数据安全存储方案概述数据安全存储方案是指通过采用特定的技术与措施，确保数据在存储过程中的安全性。
随着互联网的发展以及数据规模的急剧增长，数据安全的重要性也日益凸显。
本文将介绍几种常用的数据安全存储方案，并分析其特点和适用场景。
内容1.加密存储2.备份与恢复3.访问控制4.数据完整性校验5.灾备与容灾加密存储加密存储是一种常见的数据安全存储方案，它通过对数据进行加密，实现数据在存储介质中的保护。
加密存储通常采用对称加密或非对称加密算法，确保数据在存储介质中的安全性。
•对称加密：对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密操作。
常见的对称加密算法包括AES和DES。
对称加密的优点是加密速度快，但密钥的管理和分发相对较复杂。
•非对称加密：非对称加密算法使用不同的密钥进行加密和解密操作。
常见的非对称加密算法包括RSA和ECC。
非对称加密的优点是密钥的管理和分发比较简单，但加密速度相对较慢。
加密存储方案的主要优势在于保护数据在存储过程中的机密性，防止未经授权的访问和窃取。
加密存储适用于需要保护隐私数据或商业机密的场景，如金融机构和医疗机构等。
备份与恢复备份与恢复是一种保护数据安全的重要手段，它确保数据在意外故障或灾难发生时能够及时恢复。
备份与恢复方案通常包括离线备份和在线备份两种形式。
•离线备份：离线备份是指将数据备份到离线介质中，如磁带、光盘或硬盘等。
离线备份的优点是存储成本低，但恢复时间相对较长。
•在线备份：在线备份是指将数据备份到云存储或远程服务器中。
在线备份的优点是恢复速度快，但存储成本相对较高。
备份与恢复方案的主要作用是提供数据的冗余备份，以应对数据丢失或损坏的情况。
它适用于需要保护重要数据且对数据恢复时间要求较高的场景，如企业关键业务数据和个人重要数据等。
访问控制访问控制是一种保护数据安全的关键技术，它确保只有经过授权的用户能够访问数据。
访问控制方案通常包括身份认证和权限控制两个步骤。
•身份认证：身份认证是指验证用户身份的过程，常见的身份认证方式包括用户名密码、指纹识别和双因素认证等。
数据存储技术
数据存储技术数据的存储是信息化时代不可避免的问题。
从最初的磁带机、磁盘阵列，依次发展出了光盘、U盘、固态硬盘等多种存储介质。
本文将介绍常见的数据存储技术，包括其原理、优缺点及应用场景等方面。
一、磁盘式存储技术磁盘式存储技术包括磁盘阵列、硬盘和软盘等。
这种存储方式利用磁性材料保存数据，通过读写磁盘上的磁性材料来实现数据的读写操作。
磁盘式存储技术的优点在于可靠性高、容量大、速度快。
但也存在着容易损坏、易受磁场干扰、散热不好等缺点。
硬盘、软盘等设备逐渐被淘汰，但磁盘阵列仍在大型服务器中得到广泛应用。
二、光盘式存储技术光盘式存储技术是将数字信息通过激光记录在光盘的表面上，读取时利用激光将磁性材料上的数字通过反射的方式读出。
光盘式存储技术的优点在于存储容量大、价格适中、反复使用次数多。
但也存在容易划伤、易受光线影响、防护措施不易实现等缺点。
光盘已经逐步被U盘、云存储等技术所替代。
三、U盘式存储技术U盘是一种小巧轻便的存储设备。
它的存储介质是闪存芯片，可通过USB接口读取和写入数据。
U盘式存储技术的优点在于便携、传输速度快，可重复擦写次数高。
但U盘也存在着容易丢失、易受破坏等缺点。
四、固态硬盘存储技术固态硬盘存储技术是目前最新的存储技术之一。
与传统的机械硬盘相比，固态硬盘使用闪存芯片作为存储介质，避免机械部件带来的损坏和故障。
固态硬盘的优点在于读写速度快、抗震、散热能力强。
但缺点在于存储容量相对机械硬盘较小、价格较贵。
五、云存储技术云存储是一种以某些互联网服务商为代理运营的存储技术。
其存储介质是各种硬盘存储，但数据存储在云端服务器上。
云存储技术的优点在于无需特别设备存储、容量无上限、备份便捷。
但也存在数据隐私问题，全球范围内数据管理法规和标准亟待完善。
六、总结随着科技的不断发展，人们对数据存储的需求也越发日益增长。
各种储存技术各有优劣，因此在具体的存储过程中，应根据需求选择最适合的存储介质。
同时，各种存储技术都存有一定的安全风险，数据备份和加密也十分重要，以确保数据的安全性。
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高密度数字全息存储方案的比较黄明举，徐国定，顾玉宗，毛艳丽，丁菲（河南大学物理系，河南开封475001）摘要：介绍了全息存储的基本原理，总结了多种实现高密度海量全息存储的复用方案，对这些方案进行了比较与评价.关键词：全息术；高密度全息存储；复用技术中图分类号：0438.1文献标识码：A 文章编号：1003-4978（2001）01-0006-04收稿日期：2000-03-20作者简介：黄明举（1965-），男，河南西峡人，河南大学副教授，在读博士.The Schemes of High Density Digital Holographic StorageHUANG Ming-ju,XU Guo-ding,GU Yu-zong,MA0Yan-Ii,DING fei(Department of Physics,Henan Uniuersity,Kaifeng 475001,Henan,China )Abstract:The schemes of high density hoIographic storage are systematicaIIy reviewed,with the comparison and comment on the advantages and probIems of these schemes.Key words:hoIographic storageg high densityg muItipIexing method0引言随着计算机技术的飞速发展，人们越来越需要具有超大容量和超高速寻址能力的存储器，但在接近物理极限的情况下，现有的磁存储技术和光盘存储技术都不能满足人们的需要，全息技术由于其固有的可用多种复用技术实现海量存储和可并行读写实现超高速传输而引起了人们极大的兴趣，而其中存储方案的选择和设计自然成为这方面研究的重点［1，2］.为了提高存储密度，存储方案的设计和研究成为该项研究的最主要方面，人们根据全息存储的基本原理提出了多种方案［3-6］.本文系统的总结了这些存储方案各自的特点和使用范围，指出了各个方案的优缺点及选择存储方案时应注意的主要问题.1数字全息存储的基本原理全息存储是基于全息理论的光学信息存储技术，全息技术的原理包含两个物理光学过程，即用干涉方法实现的波前记录和用衍射的方法实现的波前再现.波前记录即将激光照射于物体上，使其衍射光（物光或信号光S ）与另一束被称做参考光（R ）的相干光束相互干涉，然后用照相的方法将干涉花样记录于全息记录介质上，使之成为复杂的包含了记录光所有光学信息的光栅（称全息光栅），该过程在全息存储过程中通常叫做数据的记录或写入（Writing or Recording ）；波前再现即用记录时所用的参考光或其他适宜光波照射记录形成的全息光栅，光线通过全息光栅时的衍射或衍射光之间的干涉形成与物光相同或相似的光波，即实现了物光的波前再现，重构了物体的再现像，这个过程又叫数据的读出（Readout ）或取出.其基本原理光路图如图1所示.图中Laser 是激光光源，BS 是激光分束器，SLM 是空间光调制器，CCD 是电荷耦合器件阵列，M 是反射镜，L 是傅立叶透镜，f 是透镜的焦距，D 是存储介质.记录过程即将SLM 产生的二进制光学图象数据页用全息技术存放于存储介质上；读出即用CCD 接受由介质衍射形成的原记录数据的过程.第31卷第1期河南大学学报（自然科学版）VoI.31No.12001年3月JournaI of Henan University （NaturaI Science ）!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Mar.2001黄明举等：高密度数字全息存储方案的比较72存储方案的原理与比较虽然高密度全息存储的容量是海量的，但若无各种复用技术，仅靠傅里叶变换的“缩微”性质，其存储密度是不可能太高的，也不可能制造出海量存储器，为此人们根据全息存贮的基本原理，尤其是体全息的布拉格条件提出了各种复用技术———存储方案，这些复用技术一些是在同一部分介质存储多重全息图，大大增加了存储的密度，如角度复用技术和波长复用技术等，另一些允许充分利用存储介质的厚度、长度等几何尺寸进行多层全息存储或移位全息存储，如空间复用技术及移位复用技术等，这些方法增加了体材料的存储容量.2.1空间复用技术空间复用技术是为了增加体材料的容量，人们提出最早的复用技术是将数据页的傅里叶全息图记录在存储介质的不同空间区域，具体实现方法有两种：一种是将存储材料如晶体等的有效存储空间分成层状，如图2所示，然后可固定晶体用光偏转器（Deflectore）使光束在各层间偏转移动进行记录和读出，也可以使用移动晶体、固定光束的办法进行记录或读出［1］；另一种方法是针对盘状（Disk Type）存储材料，用旋转盘片（存储介质）的方法移位复用盘上的存储空间，如图3所示，当用于读写的光学装置（光学读写头）可相对盘片做径向移动时，则完全象现代光盘一样在盘状介质上实现读写，此时这种方法又叫移位复用技术［2］.空间复用的优点是相邻全息图在空间不重叠，再现时数据页之间的串扰噪音可被避免，每个全息图的衍射效率均可以达到单个全息图存储所能达到的饱和（最大）衍射效率，另外这种方法光路简单，能充分利用存储介质的有效存储空间.我国研制的图书档案全息存储系统即采用了这种技术.其缺点是单独使用这种方法，不能增加介质的存储密度，影响容量，因此，现在的高密度全息存储往往是将空间复用技术与其它复用技术（如角度复用技术、波长复用技术、相位复用技术等）联合使用.2.2角度复用技术角度复用技术是基于布拉格条件提出的，根据布拉格条件，体全息光栅的衍射对角度具有严格的选择性，因此对厚全息图，人们在1975年就提出并实现了角度复用技术，经20多年的发展已经比较成熟.角度复用技术即根据上述理论用改变参考光入射角度的方法在存储介质的同一空间区域上记录许多不同信息数据页面的全息图，当读出时，仍然通过改变参考光的角度来实现页面寻址和读出，其参考光角度的调整方法主要使用旋转反射镜或声光偏转器AOD（Acousto Optic Deflector），还有一些实验是通过机械的方法转动存储晶体而不改变物光和参考光的传播方向来实现角度复用，显然这种方法使物光和参考光相对存储8河南大学学报（自然科学版），2001年，第31卷第1期介质的入射角度都发生了变化.角度复用技术的优点是大大增加了材料的存储密度，1993年就有人［4］在3cm3的Fe：LinbO3晶体中用此技术存放了1000~5000个高分辨率的全息图象（数据页），其体密度相当于3.5X108bits/cm3，而F Mok［3］等人在单晶中存放10000个数据页，每页320X220bits，容量接近100Mbytes.同时由于他们使用单一频率激光，所以只需要选择与存储材料相适应的单频光源即可.其缺点是，由于密度的增加，相邻图象重叠放置于同一空间区域，故一方面增加了相邻数据页之间的串扰噪音，另一方面由于后暴光的擦除效应，所以较严重地影响了数据页再现时的衍射效率.2.3波长复用技术如同角度复用技术，波长复用技术也是建立在布拉格条件之上的，在记录时物光和参考光的方向（角度）均不改变，而只改变它们的波长，从而实现在存储介质的同一区域记录很多数据页的全息图，提高全息存储的密度.1992年，由Rakuijic等提出的正交波长复用概念，用反射全息的光路，使得全息图之间的串扰噪音不因页面信息量的增加而增加，因此可以实现比角度复用技术更高的位容量，在他们的实验中，用可调谐染料激光器（641.7nm）和2nm的波长间隔在LinbO3晶体中记录了两幅高分辨率的集成电路掩膜图象，最细的线条只有1!m，测得串扰噪音小于-40db，仅相当于两个简单平面光栅之间的串扰噪音.波长复用技术的优点即如上述对串扰噪音有较强的抑制能力，采用波长变换进行寻址，避免了机械寻址的复杂性和对数据传输速率的影响.其缺点是由于用可调谐的染料激光器，对光源的要求较高、成本高、体积大、不易集成和商品化.2.4位相复用技术位相复用技术又叫位相编码复用技术，是Denz等在1991年提出的，这种存储技术在记录的过程中，不改变光波的波长和每个光束的方向（角度），只是在参考光束的光路上对参考光束进行位相调制（Phase moduiating）或叫位相编码（Phase encoding），每个数据页的记录用一种位相调制的参考光束，在记录介质的同一区域连续用多个位相调制的参考光束记录多个全息数据页，再现时，只有用记录时位相调制的参考光束来再现与之对应的全息图象，原因是只有这一个全息图象对该束参考光束衍射效率最大，而其它全息图光栅对它的衍射效率都是极低的.因此，每一束参考光的位相调制码即存储全息图象的地址，这种单纯靠改变位相编码进行数据页寻址的过程要比空间复用及角度复用快多了.在最初的实验中Denz是利用正交位相编码方式实现对参考光束的编码的，即用n个平面波集合成参考光束，对每个平面波均进行纯位相调制，使之相对位相延迟非0即"（实际上这种编码是二进制编码），这种位相调制常用计算机控制的液晶电视来实现.而Yoshinao Taketomi等人是用与!个平面光波对应!个小透镜（Lensiets）阵列来实现位相调制的，这种调制是确定性的位相编码（Deterministic phase encoding），与其它的随机位相编码（Random phase encoding）相比，提高了信噪比和寻址速度.2.5环移角度复用技术环移角度复用技术是角度复用技术的另一种形式，角度复用技术使用电光或声光偏转器，让参考光束在与物光束构成的平面内角度改变一小量，而环移角度复用技术如图4所示，是参考光束可以绕物光做圆周的环移，每次移动一定的角度记录一张数据页的信息图.这种方式对提高存储密度有益，但效率差，通常与其他复用技术相结合使用.2.6空间角度复用技术SAM这种技术是将空间复用和角度复用相结合的复用技术，是1993年陶世荃等人提出的，该技术允许相邻的全息图在空间上部分重叠，用不同的参考光予以鉴别，衍射效率远大于单纯角度复用技术的衍射效率，在盘式全息存储系统中使用球面参考光波，其存储密度理论上接近100bits/!m2.2.7分块全息存储这种技术实际上是空间复用与波长复用或角度复用技术相结合的技术，只是基本思路和上述空间角度复用技术有些差别.该方法将存储介质在空间上分成不同的块或层（Biocks or Layers），然后在每一块中采用黄明举等：高密度数字全息存储方案的比较9纯角度复用技术或波长复用技术进行记录.这种方法解决了光源不能提供足够多独立波长或系统不能获得足够多的参考光角度及材料动态范围有限以致不能在同一体积中存放较多全息图等困难，有人在条形晶体中存储了10000个全息图，容量达2.1Gbits，有人也由此提出了全息存储盘的设想，按他们的计算，其存储密度比现在的光盘要高两个以上的数量级.2.8波长角度复用技术顾名思义，该技术是将波长复用技术和角度复用技术相结合的复用技术，该方案是1994年CampeII等人提出的，由于耦合波理论告诉我们，过密的波长复用和过密的角度复用不能同时使用，所以该技术使用密集的角度复用和稀疏的波长复用，使得全息光栅互不重叠，降低了纯波长复用对激光光源调谐性能的要求和角度复用对光学系统数值孔径的要求，有效地增加了系统的存储密度，改善了系统的数据传输率，他们用这种方法用氩离子激光器的5个波长及400个角度，在一个晶体内存储4.68Gbits的数据信息，其密度为2.5 Gbits/cm3，衍射效率为1.25X10-5.2.9角度与环移角度及空间移位复用技术.这种复用技术是将纯角度复用技术、环移角度复用技术及空间移位复用技术相结合的存储方案，由AIIen Pu等人［2］于1996年首次报道，他们使用该技术在三维盘状100!m厚Du Pond HRF-150光聚物薄膜上实现10bits/!m2的存储密度，数据传输速率高达500Mbits/s.这种技术容易增加全息存储的密度和容量，但写入光学系统需要机械控制参考光的环移，所以结构比较复杂，寻址时间易受机械运动的限制，传输速率不会太高，但它比较适宜于盘式存储系统.3结束语存储方案是高密度数字全息存储的灵魂，但由上面的分析可知每一种方案的实现都与相关技术是密切相关的，都不仅影响着存储的密度而且也影响着数据的传输速率，同时也与整个系统的成本相关连，因此，在具体系统的设计过程中对存储方案的选择应充分的考虑系统的使用对象和成本等因素，优化系统的结构，使性能价格比更趋合理.参考文献：［1］John H Hong.VoIum hoIographic memory systems：Technigues and architectures［J］.Opt.Eng.，1995，34（8）：2193.［2］AIIen Pu，Demetri PsaItis.High-density recording in photopoIymer-based hoIographic three-dimensionaI disks［J］.AppI.Opt.，1996，35（14）：2389.［3］Fai H Mok.AngIe-muItipIexed storage of5000hoIograms in Iithium niobate［J］.Opt.Lett.，1993，18（11）：915.［4］Yoshcnao Taketomi.IncrementaI recording for Photorefractive hoIogram muItipIexing［J］.Opt.Lett.，1991，16（22）：1774.高密度数字全息存储方案的比较作者：黄明举， 徐国定， 顾玉宗， 毛艳丽， 丁菲， HUANG Ming-ju， XU Guo-ding， GU Yu-zong， MAO Yan-li， DING fe作者单位：河南大学 物理系,刊名：河南大学学报(自然科学版)英文刊名：JOURNAL OF HENAN UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE)年，卷(期)：2001,31(1)被引用次数：3次1.John H Hong Volum holographic memory systems: Techniques and architectures[外文期刊] 1995(08)2.Allen Pu;Demetri Psaltis High-density recording in photopolymer-based holographic three-dimensional disks[外文期刊] 1996(14)3.Fai H Mok Angle-multiplexed storage of 5?000 holograms in lithium niobate 1993(11)4.Yoshcnao Taketomi Incremental recording for Photorefractive hologram multiplexing 1991(22)1.孙砚宾.江竹青.孔芳.李熊.陶世荃.SUN Yan-bin.JIANG Zhu-qing.KONG Fang.LI 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