三维光学存储：体全息存储.ppt

应物0911董泽东0920112109体全息存储技术?光学体全息存储技术是最早研究的光存储技术之一?体全息的基本原理:仅当照明光束的入射角满足布拉格条件,其波长与记录波长相同时,得到极强的衍射光,体全息图再现对于角度和波长具有极苛刻的选择性物光波前O(x,y)参考光波前R(x,y)记录介质全息记录过程(波前记录)记录介质为光强记录介质,根据光强和场强的关系:I(x,y)=|E(x,y)|2=E(x,y)E*(x,y)=|O(x,y)|2+|R(x,y)|2+O(x,y)R*(x,y)+O*(x,y)R(x,y)记录介质处干涉场强分布:E(x,y)=O(x,y)+R(x,y)全息再现过程情况一原物光波前O(x,y)重构光波前O(x,y)重构光波前(等于原参考光)R(x,y)由于记录介质的透过率和光强成正比,所以透射光为:R(x,y)I(x,y)=R(x,y)|O(x,y)|2+R(x,y)|R(x,y)|2+|R(x,y)|2O(x,y)+R(x,y)R(x,y)O*(x,y)当使用的参考光是平面波时:?透射光第一项和第二项都表示参考参考光强度的调制,方向沿着参考光方向,不影响结果;?第三项和原物光成比例,方向相同,是再现结果;?第四项表示和原物光共扼并且受参考光方向调制的光,(x,y)重构光波前R(x,y)重构光波前(等于原参考光)R(x,y)和第一种情况相似,透射光为:O(x,y)I(x,y)=O(x,y)|O(x,y)|2+O(x,y)|R(x,y)|2+|O(x,y)|2R(x,y)+O(x,y)O(x,y)R*(x,y)全息再现过程情况二2 sin? ?? ?光栅读出必须满足布喇格条件:体全息存储的Bragg 条件光栅透射波衍射波入射记录介质参考光物光布拉格光栅的记录布拉格光栅的读出布拉格角度选择性布拉格角度选择性公式:21sin ( )cosn d??? ???按照三维光栅的衍射理论,为了使连续散射波同相位相加,,使总的衍射波振幅到达极大值,则介质内照明光束的波长λ,照明光束与峰值条纹面之间的夹角θ以及条纹面的间距Λ三者之间必须满足布拉格衍射条件。?光栅矢量与两个写入光波矢量构成等腰三角形.?当再现光波偏离布拉格角入射时,Δθ为偏离角,这时衍射效率将随的Δθ增大迅速下降。布拉格定律表明如果再现光的波长和光栅间距已被确定,则再现光的入射角便唯一确定;或如果再现光的入射角和光栅间距已被确定,则再现光的波长便唯一确定。?从耦合波方程()我们可以看出衍射过程的物理本质。光波振幅沿着z的改变是由于介质的吸收(?Er和?Es)或者一个光波对另一个光波的耦合(?Es和?Er)而引起的, 耦合常数?描述了照明光波和衍射光波之间耦合的强弱,其值越大,耦合越强烈。当?= 0时,没有耦合,也就没有衍射。对于偏离布拉格条件的情况,照明光波和衍射光波不再同步,耦合强度减弱,相位失配因子增大,使衍射光波的振幅逐渐减小,以致为零。