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体全息存储以其在存储容量和存储速率上的独特优势,被认为是最具潜力的下一代存储技术,其在信息处理、航空航天、国防等领域有广阔的发展前景。而光致聚合物被认为是最有前途的海量全息信息存储材料。虽然近几年来全息存储技术在多个方面都取得了骄人的成绩,数字数据全息存储方面也有很大进展,国际上也完成了数字视频数据在聚合物材料里全息存储的实验演示,但是国内一直没有这方面的报导。本论文立足于数字数据全息存储的前沿,在已有的理论及研究基础上,着重于如何实现在光致聚合物材料里完成大幅面、高保真度的数字数据全息存储的研究。本文首先介绍了体全息存储的基本原理,总结了数字数据存储保真度的评价方法,然后从研究光致聚合物材料的散射噪声入手,与中国科学院理化技术研究所合作,定量测量了其提供的多批次样片的信噪比损失(LSNR),分析了理化所材料不同组分对散射噪声的影响,从现有样片中优选出低噪声的适合数字数据全息存储的光致聚合物,同时与美国Aprilis公司的材料进行对比研究,为后期光致聚合物材料的优化提供依据。另外,在分析数字数据全息存储中页内串扰噪声产生的物理过程的基础上,提出了像元匹配扩散函数(PMSF)的概念,并提出了一个反卷积算法来抑制页内串扰噪声,计算机模拟和实验结果都证明我们提出的PMSF算法可以有效的抑制页内串扰噪声,提高恢复数据页的保真度。最后,从提高数据页的记录质量出发,优化了全息存储光路系统,选用均化器提高了物光的均匀度,重新设计参考光光路使得参考光光斑更加均匀,选用合适的曝光光强使得材料产生的噪声更小。根据我们设计的串行二进制数字数据与数据页之间的编解码方法,将一段10KB大小的Flash视频编码为4幅512×512幅面,1:2匹配的数据页,并成功的在美国Aprilis公司光致聚合物材料中完成了这4幅数据页的单点角度复用存储,再现数据页经过偏移补偿算法和PMSF算法处理后的平均原始误码率为2.4×10-4,这样低的误码率完全满足后期软解码的需要,并使得解码后的数据可以满足用户误码率的要求。据悉这是国内首次在光致聚合物材料里面实现512×512大幅面、高保真度的、低至10-4数量级原始误码率的数字数据全息存储和重建,实验结果充分说明了光致聚合物是一种有潜力的全息记录材料,本论文为以后在光致聚合物材料里实现大规模的数字数据存储奠定了基础。