全息记录复用技术.ppt

1、全息记录的复用技术,光科0805 曾细亚 张晓婷 曹宇宸,讲解要点,全息记录技术 复用技术 两种技术相结合菲涅尔全息型波分复用器,什么是全息技术？,全息技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术。,全息的基本原理分为波前记录和波前重现。 其中记录利用了光的干涉原理，重现利用了光的衍射原理。,全息记录,全息记录技术是一种用于在全息记录介质上记录全息数据和从全息记录介质再现全息数据的全息记录和再现的方法，所述全息记录介质包括记录层，在所述记录层中，通过把信号束和参考束投射到其上，并且当沿着信号束和参考束入射到全息记录介质上的方向看时，沿着位于记录层的相对的一侧上的表面上

2、的轨迹的方向，周期地形成光调制图案，以光的相位信息记录数据，所述全息记录和再现方法包括以下步骤：将用于伺服控制的光束投射到全息记录介质上，使得其基本上聚焦在形成有光调制图案的表面上，借以产生和所述光调制图案同步的时钟信号。按照这样构成的全息记录和再现方法，能够产生精确的时钟信号，并能够去除叠加在再现的光束上的噪声。,复用技术,复用技术是指一种在传输路径上综合多路信道，然后恢复原机制或解除终端各信道复用技术的过程。复用技术基本实现过程如下所示： 频分复用（FDM） 载波带宽被划分为多种不同频带的子信道，每个子信道可以并行传送一路信号。FDM 用于模拟传输过程。 时分复用（TDM） 在交互时间间隔

3、内在同一信道上传送多路信号。TDM 广泛用于数字传输过程。,码分复用（CDM） 每个信道作为编码信道实现位传输（特定脉冲序列）。这种编码传输方式通过传输唯一的时间系列短脉冲完成，但在较长的位时间中则采用时间片断替代。每个信道，都有各自的代码，并可以在同一光纤上进行传输以及异步解除复用。 波分复用（WDM） 在一根光纤上使用不同的波长同时传送多路光波信号。WDM 用于光纤信道。WDM 与 FDM 基于相同原理但是它应用于光纤信道上的光波传输过程。 粗波分复用（CWDM） WDM 的扩张。每根光纤传送4到8种波长，甚至更多。应用于中型网络系统（区域或城域网） 密集型波分复用（DWDM） WDM 的

4、扩展。典型的 DWDM 系统支持8种或以上波长。显现系统支持上百种波长。,全息记录中的复用技术,将全息记录技术与复用技术相结合可以做出许多新的高科技产品，比如波分复用器。这里以菲涅尔全息型波分复用器为例说明这两种技术的有效结合。,菲涅尔全息型波分复用器,在光全息中，可利用两束相干光的干涉制作菲涅尔离轴透镜此透镜的特点是同时具有聚焦和色散的功能，因此它可以将复用在一根光纤中的多个光信道按波长分开(解复用器)并会聚(耦合器)到各路光纤中显然用该技术可制作波分复用器 (WDM)，该器件尤其在光通信的“最后一公里”工 程中存在着巨大商机与已有的波分复用器相比，全息型波分复用器的优点有： 1)通道容量大

5、，光栅型器件是并联工作的，插入损耗不会随复用通路波长数的增加而增加，因而可以获得较多的复用通路数； 2)其同时具有聚焦和色散的功能，即具有解复用和耦合器的作用，因此节省了许多辅助元件，大大缩小了器件模块的尺寸 3)相对于将来大容量光纤的扩容，具有成本低、插入损耗小、生产速率高的特点,全息型波分复用器的初步设计,在垂直照明的情况下，衍射光栅的间距d不能小于再现时所使用的波长 ，或者说d= 是衍射的极限情况在任意角度入射的情况下，波长大于衍射光栅间距两倍的不衍射，成为倏逝波 即 2d，所以光栅的最大空间频率： u 2 =21 550 nm=1 290 cymn， 即全息波分复用器的菲涅尔透镜结构的

6、平均槽密度不得大于1 290 cymm，否则不能满足衍射条件 在实验中取A一240型氩离子激光器作为记录光源由此得到的全息透镜的平均槽密度为1 092 cymm，小于最大空间频率1 290 cymm，因此能达到衍射条件,全息型波分复用器的初步设计,波分复用器的离轴菲涅尔透镜结构由一扩束光和平行光干涉制成，如图1所示图中LASER为氩离子激光器；M 为反射镜；BS为可调分光镜；SF为扩束及空间滤波器；H 为记录材料一光刻胶(Photoresist)；L为镀有增透膜的透镜或相机镜头其制作过程是从LASER发出的光经全反射镜M1。反射到分光镜BS上，BS将光分为两束，其中一束经全反镜M2后再经空间滤波器SF1。直接正入射到记录介质H，作为物光O另一束经全反射镜M。后再经空间滤波器SF2，然后经透镜L准直作为参考光R，到达记录介质H 与物光干涉其中 为参考光的入射角，以法线为起点，逆时针取正值，反之顺时针取负值经曝光、显影处理，就形成了全息型波分复用器,全息型波分复用器