宋海洋同学在全息存储应用研究中取得新进展
光路由是光区域网络中的重要组成部分，它通过在路由器和目标端口之间建立虚拟地址映射来工作。光路由器从路由器中提取目标端口所需的信息并进行发送。这一过程涉及将光信息转换为电信息，进行信息提取和识别，然后再将电信息转换回光信息进行传输。这种复杂的转换过程会影响光路由器的工作效率，并增加能耗和成本。 在本研究中，基于相位编码多路复用同轴全息存储系统实现光路由。同轴全息系统使用信息光波作为光路由的输入信息，相位编码的参考光波作为地址映射的替代，而再现信息光波代表发送到目标端口的数据。通过改变参考光波的相位，可以选择性地显示信息光波，从而建立虚拟地址映射关系。路由器接收到的数据（RI）被记录在全息存储材料中，根据地址进行的数据传送过程（VAM）则是同轴全息存储系统的相位读取过程。通过 P-SLM 提供的相位地址选择数据，并在代表目标端口（TP）的 CCD 中读取数据。这一过程实现了光路由器的基本功能，该系统不包括光纤转换器装置（FC），从而减少了光电转换过程，提高了系统效率。 |
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| 图1. 光路由器和相位编码准直全息数据存储系统 |
本研究的主要原理是利用布拉格兼并带来的兼并强度，强化特定相位编码区域内的信息强度，使得发送到端口区域内信息衍射强度远超过其他非此端口信息的衍射强度，使得使用相位编码的参考光可以实现地址映射。 研究使用对称结构的四组信息1-4代表路由器将要分发的数据，如图2所示。 |
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| 图2. 光路由器准备分发的数据 |
这些信息将发往四个端口，每个端口的地址由系统中的相位地址决定，图3展示了四个端口对应的相位地址。 |
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| 图3. 光路由器的四个相位地址 |
最终可以在CCD上得到四个端口的数据，如图4所示。 |
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| 图4. 四个端口得到的信息 |
端口之间的信息串扰通过相关系数进行评估，可以发现任意两个端口之间的信息没有发生叠加，实现了光路由的信息分发。 |
表1. 任意两个端口之间的相关系数 |
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这种方法展示了相位多路复用技术在推进光路由器应用中的潜力，有望显著降低光路由的复杂性，提高其效率，并减少成本和能耗，在光通信领域具有重要应用前景。 |
上述研究成果以“Optical router based on phase-coding multiplexed collinear holographic storage system”为题，发表在美国光学学会（OPTICA）主办的英文期刊《Applied Optics》, Vol.63, No.21, 5679-5683 (2024) 上。 论文的相关链接：https://doi.org/10.1364/AO.527722 |
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(2024.06.28)
