Holografikus adattárolásban alkalmazott fázismodulált

adatlapok kódolása kettőstörő kristály segítségével

Sarkadi Tamás 5.évf. mérnök-fizikus hallgató BME

Konzulensek:

dr Koppa Pál Atomfizika tansz. BMEdr Lőrincz Emőke Atomfizika tansz. BME

I. BevezetésA holografikus adattárolás alapelveAdatbeírás:-adatok kódolása a hullámfrontba-hullámfront optikai Fourier transzformációja -interferencia a referencianyalábbal a hordozó felületén →

hologram

SLM modulátor

Referencia nyaláb

Hologram kemez

Fourier optika

Koherens fény

A holografikus adattárolás alapelve

Adatolvasás:-Hologram megvilágítása a referencianyalábbal-Adatok dekódolása a hullámfrontból

CCD kamera

Referencia nyaláb

Hologram kemez

Fourier optika

Adatlap kódolása

Adatmátrix

1 01 1

10

00

1 00

00

Modulálthullámfront

INTENZITÁS NEM HORDOZ

INFORMÁCIÓT!

Hologram(Fourier-sík)

Rekonstruáltkép

Fázismodulált kód kiolvasásaanizotróp kristállyal

Referencianyaláb

Hologram lemez

Fourier optika

Kettőstörő kristály

CCD kamera

Kettőstörő kristály segítségével interferenciát hozunk létre a hullámfront, és annak kamera síkjában eltolt képe között

Fázismodulált kód kiolvasása anizotróp kristállyal

A detektoron történő amplitúdó összegzés

Eredeti hullámfront

Eltolt hullámfront

Interferenciakép

Interferencia létrehozása

konstruktív

Kettőstörő kristály 45x45 bit méretű adattábla

destruktív

:=„pozitív kódolás”

:=„negatív kódolás”

Melyik kódolás az előnyösebb?

Valós eset fázishibák:

0

0

0 0

0

0

π+Δφ

SLM moduláció:

‘off’=0 , ‘on’=π+Δφ

π+Δφ

π+Δφ

Sugárkomponensek közti

fáziskülönbség: Δψ

Δψ

Kettőstörő kristály okozta fázishiba

Fénymoduláció fázishibája

Pozitív kódolás

‘on’+’on’ ‘off’+’off’

ΔφΔψ Δψ

Δψ+ Δφ

‘off’+’on’

Δψ- Δφ

’on’+’off’

Sötét pixelek amplitúdója eltér!

Negatív kódolás

‘on’+’on’ ‘off’+’off’

Δφ

ΔψΔψ

Δψ+ Δφ

‘off’+’on’

Δψ-Δφ

’on’+’off’

Sötét pixelek amplitúdója egyezik!

Kódolási módszerek összehasonlítása a gyakorlatban

LézerFény-modulátor

Fourier-lencse

Apertúra Kettőstörőkristály

CCDkamera

Polár-szűrő

45oAz adattároló rendszer modellje

Beírás Rekonstrukció

SLM-en megjelenített

fáziskép

CCD kamerán megjelenő kimeneti kép

Kísérleti elrendezés

Numerikus modell

Kódolási módszerek összehasonlítása a gyakorlatban

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

0 25 50 75 100 125 150

Apertúra [%]

Hib

aa

rán

y

Mérés

Szimuláció

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 25 50 75 100 125 150 175

Apertúra [%]

Hib

aa

rán

y

Mérés

Szimuláció

Pozitív kódolás Negatív kódolás

Bitek intenzitás szerinti

eloszlása

Bit világosság

Gyako

risá

gIllesztett görbék

Hibaarány

Hibaarány függése a hologram méretétől

Sötét bitekből kétféle típus létezik

10

10

10

10

10

10

10

10

10

10

10

10

10

Pozitív kódolás Negatív kódolás

Apertúra=100%

φ=0,05π

ψ=0,05π

Apertúra=100%

φ=0,05π

ψ=0,05π

ÖsszefoglalásI. Eredményeink:

Kettőstörő kristállyal működő kiolvasórendszer modelljének:

-kísérleti megvalósítása

-numerikus szimulációja

-kódolási módszerek vizsgálata

-A kiolvasási hiba arány 10-11 nagyságrend alá szorítása

-5

-4

-3

-2

-1

0

0 25 50 75 100 125 150 175

Apertúra [%]

Hib

aa

rán

y

Mérés

Szimuláció

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

0 25 50 75 100 125 150

Apertúra [%]

Hib

aa

rán

y

Mérés

Szimuláció

Köszönöm a figyelmet

Köszönöm témavezetőim segítségét