基本信息
- 项目名称：
- 菌紫质薄膜的偏振全息存储的研究
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 作为一种光学信息存储技术，全息光存储具有高冗余度，高存取速率、高存储密度、高寻址速度等显著优点，成为目前光存储技术领域研究重点。菌紫质是一种生物光致变色材料，以它的高灵敏度，高抗疲劳性，高稳定性而深受人们的重视，是目前国际上光信息处理和光存储的热点研究材料之一。
- 详细介绍：
- （1）首先简单介绍了基因改性菌紫质BR-D96N 薄膜的光致变色特性和光致各向异性特性，并介绍了全息光存储技术基本知识。 （2）利用克雷默斯——克朗尼（Kramers-Kronig）变换关系，从光致变色光谱理论计算了随光致变色反应产生的折射率变化量光谱。 （3）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软件理论计算了菌紫质薄膜普通全息衍射效率光谱。 （4）以BR-D96N 薄膜作为记录材料，进行了参考光再现全息光存储技术与共轭光再现全息光存储技术之间的比较。 （5）以BR-D96N 薄膜作为记录材料，进行了透射式全息光存储技术与反射式全息光存储技术之间的比较。 （6）以BR-D96N 薄膜作为记录材料，进行了不同偏振记录全息存储技术之间的比较。利用BR-D96N薄膜的光致变色特性，记录了普通全息存储，包括同线偏振全息存储和同圆偏振全息存储。利用BR-D96N薄膜的光致各向异性特性，记录了偏振全息存储，包括正交线偏振全息存储和正交圆偏振全息存储。实验结果表明，与其他偏振全息记录相比，正交圆偏振光记录可实现衍射光偏振状态与散射噪声偏振状态的分离，得到高信噪比的衍射像，同时还具有高的衍射效率。 （7）以BR-D96N 薄膜作为记录材料，进行偏振复用全息存储。并发现用偏振复用全息存储的方法可以实现图像相加减处理。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目 的:将一种基因改性菌紫质（BR-D96N）光致变色材料作为全息光盘记录材料，对不同全息存储技术进行比较。 基本思路:以BR-D96N 薄膜作为记录材料，进行参考光再现全息光存储技术与共轭光再现全息光存储技术之间的比较，透射式全息光存储技术与反射式全息光存储技术之间的比较，以及不同偏振（同线、同圆、正交线、正交圆）记录全息存储技术之间的比较。
科学性、先进性及独特之处
- 以BR-D96N 薄膜作为记录材料,实现了偏振全息存储；利用偏振全息的特性，可以实现信息的偏振复用与图像处理中的相加减功能。
应用价值和现实意义
- 全息存储是一种重要的高密度存储技术，也是较早开展研究的光学存储技术之一。对菌紫质薄膜偏振全息存储理论与实验的研究，是可擦重写的全息存储器件（HVD-RW）研发的基础。如果我们从现在开始重视研究，或许还可以在国际HVD-RW产品的研究领域占到一席之地。
学术论文摘要
- 简单介绍了基因改性菌紫质BR-D96N 薄膜的光致变色特性和光致各向异性特性，并介绍了全息光存储技术基本知识；利用克雷默斯——克朗尼变换关系，从光致变色光谱理论计算了随光致变色反应产生的折射率变化量光谱；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软件理论计算了菌紫质薄膜普通全息衍射效率光谱；以BR-D96N 薄膜作为记录材料，进行了参考光再现全息光存储技术与共轭光再现全息光存储技术之间的比较；进行了透射式全息光存储技术与反射式全息光存储技术之间的比较；进行了不同偏振记录全息存储技术之间的比较。利用BR-D96N薄膜的光致变色特性，记录了普通全息存储。利用BR-D96N薄膜的光致各向异性特性，记录了偏振全息存储，包括正交线偏振全息存储和正交圆偏振全息存储。实验结果表明，与其他偏振全息记录相比，正交圆偏振光记录可实现衍射光偏振状态与散射噪声偏振状态的分离，得到高信噪比的衍射像，同时还具有高的衍射效率；最后以BR-D96N 薄膜作为记录材料，进行偏振复用全息存储。并发现用偏振复用全息存储的方法可以实现图像相加减处理。
获奖情况
- 2008.12《光子学报》（增刊）第37卷VOL.37 BR-D96N薄膜全息图像存储与图像处理研究
鉴定结果
参考文献
- 门克内木乐. 博士学位论文“俘精酸酐光致变色特性及应用研究”. 西安：中科院西安光学精密机械研究所，2005年8月. 24-80
同类课题研究水平概述
- 美国和日本在全息存储方面投入了大量的研究工作，2006年年底第一代全息光盘上市，而我国全息存储技术的研究还在实验阶段，距离产品化还有很大距离。在信息存储材料领域，有机光致变色材料被认为是最有希望应用于可擦重写式快速高密度光盘的记录材料。美国、日本、德国及前苏联在有机光致变色材料方面投入了大量的研究工作，我国也将其列入了863，973高技术计划。因此，有机光致变色材料的全息光存储应用研究不仅是一项带有基础性和前瞻性的应用研究，而且非常接近实用化阶段，具有广阔的市场前景，值得引起高度的重视。
