林枭老师在全息存储研究中取得新进展
相位型全息光存储拥有更好的存储密度，成为该领域近年来的研究热点。非干涉相位重建是相位读取的一种技术，避免了震动对读取结果的影响。该技术不同于传统技术在物面成像的方式，而是在傅里叶面对频谱进行成像，因此可以利用频谱的周期性做特别的处理。本研究就是利用频谱延拓，使得只记录一倍奈奎斯特间隔频谱就能进行高保真的相位重建，与传统记录两倍奈奎斯特间隔频谱相比，记录范围缩小4倍，材料消耗减少35%左右，提高存储密度1.5倍。 图1介绍相同频谱宽度的能量包络。可以看出，相同空间频率的频谱包络是相似的，因此可以用已知的包络代替未知复杂的频谱的包络。 |
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| 图1 （a）和（b）分别是复杂相位输入和同空间频率的窗口输入， （c）和（d）分别是（a）和（b）的频谱分布。 |
图2介绍频谱延拓的具体过程。 |
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图2 （a）记录一倍奈奎斯特频谱，（b）求得已知的窗口频谱能量包络（一倍奈奎斯特区域），（c）对（a）进行能量归一化，（d）将归一化后的频谱在空间上进行延拓，（e）已知窗口频谱 能量包络（五倍奈奎斯特区域），（f）是令（d）和（e）矩阵相乘，得到最终延拓后的频谱。 |
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图3 实验结果：（a）直接利用一倍奈奎斯特频谱进行相位重建，（b）利用延拓后的频谱进行相位重建，（c）直接记录五倍奈奎斯特频谱进行相位重建。 |
图3是实验结果。延拓后比较只记录一倍奈奎斯特频谱的重建，误码率低了4倍左右，尽管不如直接记录更多频谱的重建误码率低，但是却更省材料，在误码率可接受范围内获得更高的存储密度。 |
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相关研究的结果以“Frequency expanded non-interferometric phase retrieval for holographic data storage”为题，整理发表在美国光学学会(The Optical Society of American, OSA)期刊杂志 Optics Express. Vol.28, No.1, 511-518 (2020)上。 论文的相关链接：https://doi.org/10.1364/OE.380365 |
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(2020.01.03)
