Holografikus adattárolásban alkalmazott fázismodulált adatlapok kódolása kettőstörő kristály segítségével Sarkadi Tamás 5.évf. mérnök-fizikus hallgató BME Konzulensek: dr Koppa Pál Atomfizika tansz. BME dr Lőrincz Emőke Atomfizika tansz. BME

I. Bevezetés A holografikus adattárolás alapelve Adatbeírás: -adatok kódolása a hullámfrontba -hullámfront optikai Fourier transzformációja -interferencia a referencianyalábbal a hordozó felületén → hologram Koherens fény Referencia nyaláb SLM modulátor Fourier optika Hologram kemez

A holografikus adattárolás alapelve Adatolvasás: -Hologram megvilágítása a referencianyalábbal -Adatok dekódolása a hullámfrontból Referencia nyaláb CCD kamera Hologram kemez Fourier optika

INTENZITÁS NEM HORDOZ INFORMÁCIÓT! Adatlap kódolása Adat mátrix Hologram (Fourier-sík) Rekonstruált kép Modulált hullámfront p INTENZITÁS NEM HORDOZ INFORMÁCIÓT!

Fázismodulált kód kiolvasása anizotróp 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 Kettőstörő kristály 45x45 bit méretű adattábla konstruktív :=„pozitív kódolás” destruktív :=„negatív kódolás”

Melyik kódolás az előnyösebb? Valós eset fázishibák: Fénymoduláció fázishibája Kettőstörő kristály okozta fázishiba Δψ π+Δφ π+Δφ π+Δφ SLM moduláció: ‘off’=0 , ‘on’=π+Δφ Sugárkomponensek közti fáziskülönbség: Δψ

Sötét pixelek amplitúdója eltér! Pozitív kódolás ‘on’+’on’ ‘off’+’off’ Δφ Δψ Δψ ‘off’+’on’ ’on’+’off’ Δψ+ Δφ Δψ- Δφ Sötét pixelek amplitúdója eltér!

Sötét pixelek amplitúdója egyezik! Negatív kódolás ‘on’+’on’ ‘off’+’off’ Δφ Δψ Δψ Sötét pixelek amplitúdója egyezik! ‘off’+’on’ ’on’+’off’ Δψ+ Δφ Δψ-Δφ

Kódolási módszerek összehasonlítása a gyakorlatban Az adattároló rendszer modellje Fourier-lencse 45o Lézer Fény- modulátor Kettőstörő kristály Apertúra Polár- szűrő CCD kamera Beírás Rekonstrukció Kísérleti elrendezés CCD kamerán megjelenő kimeneti kép SLM-en megjelenített fáziskép Numerikus modell

Kódolási módszerek összehasonlítása a gyakorlatban Pozitív kódolás Negatív kódolás Apertúra=100% φ=0,05π ψ=0,05π Bitek intenzitás szerinti eloszlása Apertúra=100% φ=0,05π ψ=0,05π Sötét bitekből kétféle típus létezik Illesztett görbék Bit világosság Pozitív kódolás Hibaarány Negatív kódolás 10 10 10 Gyakoriság Hibaarány függése a hologram méretétől 10 10 10 10

Összefoglalás I. Eredményeink: Kettőstörő kristállyal működő kiolvasórendszer modelljének: -kísérleti megvalósítása -numerikus szimulációja -kódolási módszerek vizsgálata -A kiolvasási hiba arány 10-11 nagyságrend alá szorítása

Köszönöm a figyelmet Köszönöm témavezetőim segítségét