郝建颖同学在全息存储研究中取得新进展
相位型全息光存储拥有更高的存储密度，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。传统的离轴非干涉相位重建法因为需要将嵌入式数据编进信息光中，牺牲了编码率。 本文提出一种同轴非干涉相位重建系统，将嵌入式数据编入参考光中，使得编码率提升了2倍。另外，同轴系统更可以通过提高参考光能量的方式，使得迭代约束条件加强，从而大大缩短相位重建的迭代次数。同时，该方法可以减小参考光数量的使用，从而提高单幅数据页的数据量。 图1是同轴系统的原理示意图。在空间光调制器的左边上载信息光，右边上载参考光，参考光同时作为嵌入式数据。在得到重建光后，加入特定的光阑使得信息光和参考光部分都通过光阑最终到达探测器。同时需要加入一个衰减片，来降低参考光部分的能量，调节信息光部分和参考光部分的总光强。 |
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| 图1. 同轴非干涉相位重建原理示意图 |
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| 图2. (a)原始相位图，(b)具有两个奈奎斯特尺寸的傅里叶频谱强度， (c)初始猜测分布，(d)相位恢复结果。 |
图2是同轴系统模拟计算结果。通过探测到2倍奈奎斯特大小的傅里叶频谱强度，重建出相位，验证了同轴系统进行非干涉相位重建的可行性。 |
 
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| 图3. (a)参考光的振幅权重与强度误差率的关系， (b)参考光振幅权重增加与迭代次数的关系 |
图3显示了加强参考光的振幅权重可以使得迭代次数大大缩短，而且强度误差率也会更低。 |
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| 图4. 在保证初始参考光总能量与信息光相同时，减少参考光的数量 |
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| 图5. 不同参考光数量情况下，参考光振幅权重增加与迭代次数的关系 |
图4与图5显示了在减少参考光数量的情况下，仍可以通过增加参考光振幅权重的方式减少迭代次数。因此利用同轴非干涉相位重建方法，最终可以实现利用更少的参考光且更高的参考光强度，来实现更快的相位重建，同时增加单幅图的数据量（增加信息光的编码位）。 |
相关研究的结果以“Collinear 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, Issue.18, pp. 25795-25805 (2020)上。 论文的相关链接：https://doi.org/10.1364/OE.400599 |
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(2020.08.17)
