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BR-D96N薄膜全息图像存储实验研究

作　者: 阎肃
导　师: 门克内木乐
学　校: 内蒙古大学
专　业: 物理学
关键词: 细菌视紫红质 BR-D96N 光致变色光致各向异性共线全息存储
分类号: O438.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 21次
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内容摘要

细菌视紫红质(简称菌紫质或BR)是一种生物活性的光敏蛋白质,它具有许多优良的光学特性,因其优良的光致变色特性,成为目前国际上光信息处理和光存储的热点。全息光存储是第四代超高密度超快速度光信息存储主要候选技术之一,是目前正大力发展得最有前途和最具实用性的存储技术。虽然一次性记录多次读出读型全息光盘及其全息存储驱动器已经研制成功,但可擦写的超高密度全息光盘存储依然是该领域的一个热点。围绕着种基因改性菌紫质(BR-D96N)薄膜的光学特性(主要为光致变色特性)及其在可擦写式全息存储中的应用,本论文完成了以下工作：1.研究了BR-D96N薄膜样品的光致变色特性：测量了双态吸收谱；根据克雷默斯——克朗尼(Kramers-Kronig)变换关系理论计算出伴随光致变色反应产生的折射率变化量光谱。2.利用BR-D96N薄膜样品的光致变色特性与光致各向异特性实现了其在普通全息和偏振全息中的应用。首先测量和计算了BR-D96N薄膜样品的几种全息存储特性：对不同偏振记录全息的衍射光偏振态及衍射效率进行了理论分析与推导；并且用MATLAB软件,基于BR-D96N薄膜的光致变色特性,理论计算了普通全息衍射效率光谱；定性测量了BR-D96N薄膜的存储速率、抗疲劳性和热稳定性等。3.利用传统的双光束全息存储光路(非共线全息),在BR-D96N薄膜样品上记录了不同全息图(包括参考光再现与共轭光再现全息图,透射式与反射式记录全息图,四种不同偏振记录全息图,即平行线偏振记录、正交线偏振记录、同圆偏振记录、正交圆偏振记录),并比较了它们的衍射效率及衍射像信噪比。还研究了共轭参考光再现对提高衍射像信噪比和补偿物光波前畸变的作用。4.在BR-D96N薄膜上,首次实现了共线全息图像存储实验。与非共线全息存储相比,共线全息存储系统的体积小、受存储环境的影响程度小、存储密度高、但衍射像信噪比较低。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-9
目录  9-11
第一章概论  11-37
  1.1 光致变色材料——菌紫质  11-25
    1.1.1 光致变色学  11-16
    1.1.2 菌紫质的结构  16-18
    1.1.3 菌紫质的光学特性  18-21
    1.1.4 菌紫质的优点  21-22
    1.1.5 菌紫质的应用领域  22-23
    1.1.6 菌紫质的研究进展  23-25
  1.2 全息存储简介  25-30
    1.2.1 全息存储的基本原理  26
    1.2.2 全息存储特点  26-27
    1.2.3 全息光存储分类及几种全息存储技术的概念  27-30
  1.3 共线全息存储简介  30-35
    1.3.1 共线全息存储技术的概念  30-31
    1.3.2 共线全息存储技术的优点  31
    1.3.3 共线全息存储技术的研究进展  31-35
  1.4 本论文的研究内容与研究意义  35-37
    1.4.1 研究意义  35
    1.4.2 研究内容  35-37
第二章 BR-D96N光致变色特性及全息存储特性研究  37-61
  2.1 BR-D96N光致变色双态吸收光谱  37-38
  2.2 光致折射率变化量光谱理论计算  38-43
    2.2.1 介质复折射率n(ω)的概念与物理意义  38-39
    2.2.2 克雷默斯——克朗尼(Kramers-Kronig)变换关系  39-40
    2.2.3 光致折射率变化量光谱理论计算  40-43
  2.3 BR-D96N薄膜普通全息衍射效率理论计算  43-60
    2.3.1 两束任意椭圆偏振光叠加后的光场  43-46
    2.3.2 不同全息图特点及其衍射光偏振态与衍射效率分析  46-57
    2.3.3 全息衍射效率公式  57-59
    2.3.4 BR-D96N薄膜普通全息衍射效率理论计算  59-60
  2.4 存储速率、抗疲劳性、热稳定性测量实验结果  60
  2.5 结论  60-61
第三章 BR-D96N薄膜非共线全息图像存储应用研究  61-67
  3.1 参考光再现与共轭光再现(透射式与反射式)全息图像存储  61-64
    3.1.1 实验光路  61-62
    3.1.2 实验结果  62-64
  3.2 不同偏振全息图像存储  64-66
  3.3 结论  66-67
第四章 BR-D96N共线全息图像存储应用研究  67-71
  4.1 BR-D96N共线全息图像存储  67-70
    4.1.1 实验光路与方法  67-69
    4.1.2 结果与讨论  69-70
  4.2 结论  70-71
第五章总结与展望  71-72
参考文献  72-80
致谢  80
攻读硕士学位期间发表的论文  80-81
附录  81-82

BR-D96N薄膜全息图像存储实验研究

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