数据的稳定存储是光学信息处理过程的前提。近年来,负载小尺寸银纳米粒子的二氧化钛纳米复合薄膜作为一类重要的光致变色材料,因其在数据存储、局域表面等离子体传感器、偏振转化、纳米尺度的光学操控等领域方面的应用而备受关注。这些应用得益于银纳米粒子对激发光的偏振类型和波长的有效响应。但是,目前还未找到一种有效的方法去抑制紫外光对银等离子体存储信息的擦除。进而考虑到等离子体复合薄膜的存储稳定性及寿命问题,该类薄膜在非易失性存储器件的应用受到了很大限制。本论文在传统Ag/TiO₂薄膜的基础上,开展了改善其非易失性能的系统探究,并分析了实现抗擦除性能的微观机理,同时对全息存储效率以及存储稳定性进行了讨论。本论文主要采用两种方式来改善传统Ag/TiO₂薄膜的抗擦除性能:第一种方法是通过选择特定的写入光偏振组合、延长曝光时间、以及调控存储介质的纳米结构等途径用以实现非易失性记忆。通过分析全息动力学的震荡过程、光致变色过程、交替写入-擦除动力学、偏振光学显微镜下光栅的标矢性、以及不同曝光时间下的抗擦除性能的对比,提出了光驱动离子迁移的模型,用以解释该方法对改善Ag/TiO₂薄膜非易失特性的微观机制。第二种方法,我们引入了空间分散的电子受主中心用以调控Ag/TiO₂中载流子的传输行为。通过研究复合体系中银纳米粒子尺寸分布、光电流响应、可逆光致变色的调控,验证了磷钨酸修饰的Ag/TiO₂复合体系在提升全息存储效率方面的优势。通过测试交替写入-擦除的全息动力学信号,发现了擦除后的衍射效率随交替周期的增加存在积累现象,这为实现抗擦除全息存储奠定了基础。我们还发现,即使在写入光与擦除光同时辐照存储介质时,对于磷钨酸修饰的Ag/TiO₂异质结构的衍射效率仍然能够逐渐增强,并稳定地实现图像再现,并且图像亮度随曝光时间的延长而得以优化。然而对于传统的Ag/TiO₂薄膜在相同条件下图像几乎难以存储。该复合体系引入磷钨酸后增加了电子传输通道,基于该机理我们对上述实验现象进行了很好的理论解释。磷钨酸修饰的Ag/TiO₂异质结构在高密度存储的基础上具备非易失性能,是环境稳定的全息存储体系。