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体全息存储系统的研究

作 者: 张友宝
导 师: 王义杰
学 校: 哈尔滨理工大学
专 业: 光学工程
关键词: 体全息存储系统 掺杂铈铁铌酸锂晶体 Reed-Solomon编码 6平衡调制编码
分类号: TP333
类 型: 硕士论文
年 份: 2006年
下 载: 252次
引 用: 2次
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内容摘要


体全息存储因其存储密度高、传输速率快、随机访问时间短等优点而倍受人们关注。本论文从存储材料、光电器件、光学成像系统、编码技术、控制系统等各方面对体全息存储系统展开研究。 存储材料方面:生长并加工了掺杂铈铁系列铌酸锂晶体,对有机光折变聚合物进行了有益的调研;光电器件方面:通过调研,选取了适合于体全息存储的空间光调制器和CMOS摄像机,对体全息存储系统中所用的各种光学元件进行了深入研究;光学成像系统方面:对空间光调制器和CMOS摄像机的成像匹配进行了研究;编码技术方面:深入讨论了Reed-Solomon纠错编码、6:8平衡调制编码以及数据交织,设计了相应的编码解码程序;控制系统方面:从硬件和软件两方面着手,设计并实现了一套全新的体全息数据存储控制系统。硬件方面:采用双头显卡,双显示器和视频分配器实现对空间光调制器的控制,通过IEEE1394接口控制CMOS摄像机;软件方面:以Linux为平台,以面向对象程序设计语言C++为工具,大量采用开源社区的优秀程序库及类库(如rscode, Xlib, libdc1394, wxSerial, pthreads, blitz++, wxWidgets等)实现了编码解码以及对硬件的控制操作。 最后搭建了一套完整的存储光路。重点研究了编码格图的存储,目前存储的最好效果是8×8个空间光调制器的像素代表一个数据位的编码图。另外,还对光纤在体全息存储系统中的应用进行了有益的探索实验。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-14
  1.1 国内外发展概况  9-10
  1.2 体全息存储的优点  10-11
  1.3 体全息存储技术的当前发展现状  11-13
  1.4 主要研究内容  13-14
第2章 光折变存储材料  14-26
  2.1 光折变效应的机理  14-16
  2.2 无机光折变晶体材料  16-22
    2.2.1 铌酸锂晶体的结构与基本性质  16-17
    2.2.2 掺杂铈铁铌酸锂晶体的生长及加工  17-22
  2.3 有机光折变聚合物材料  22-23
  2.4 二波耦合  23-24
  2.5 光折变存储材料的主要指标参数  24-25
  2.6 本章小结  25-26
第3章 主要光电器件  26-37
  3.1 激光器  26-27
  3.2 空间光调制器  27-28
  3.3 探测器CCD vs.CMOS  28-31
  3.4 复用技术与复用设备  31-34
    3.4.1 角度复用  31
    3.4.2 波长复用  31-32
    3.4.3 位相编码复用  32-33
    3.4.4 空间角度联合复用  33-34
  3.5 光学元件  34-36
    3.5.1 半波片与偏振片  34-36
    3.5.2 极化分束器  36
    3.5.3 傅立叶变换透镜  36
  3.6 本章小结  36-37
第4章 通道编码技术  37-47
  4.1 纠错编码  37-39
  4.2 调制编码  39-44
    4.2.1 编码  39-40
    4.2.2 码字检测  40-44
  4.3 数据交织  44-45
  4.4 数字图像技术  45-46
    4.4.1 数字图像的制作  45
    4.4.2 数字图像的采集和处理  45-46
  4.5 本章小结  46-47
第5章 存储系统  47-56
  5.1 全息存储的原理  47-48
  5.2 信息图像采集系统  48-51
  5.3 控制系统  51-55
    5.3.1 信息图像的加载  51-52
    5.3.2 信息图像的采集  52-53
    5.3.3 软件系统  53-55
  5.4 本章小结  55-56
第6章 实验  56-69
  6.1 晶体记录功能的验证实验  56-58
  6.2 复用实验  58
  6.3 擦除及暗存储时间实验  58-59
  6.4 衍射效率的测量  59-60
  6.5 典型存储光路  60-61
  6.6 编码格图的存储  61-66
  6.7 光纤在存储系统中的应用  66
  6.8 系统噪声分析  66-68
  6.9 本章小结  68-69
结论  69-70
参考文献  70-74
附录  74-75
攻读硕士学位期间所发表的论文  75-76
致谢  76

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 电子数字计算机(不连续作用电子计算机) > 存贮器
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