光致变色存储技术是实现高密高速数字存储的重要途径之一。本论文在分析了光致变色存储的光子型记录特性及其用于实现高密高速数字存储的可能性的基础之上，主要围绕光致变色在数字式信息存储中的应用开展了深入研究，主要内容包括：建立了光致变色记录模型，并以吡咯取代的俘精酸酐衍生物光致变色记录样片完成了实验验证，揭示了量子产率随光致变色反应物浓度的改变对记录特性的影响。以光致变色存储的光子型记录机理及光存储的结构特性为依据，从理论上分析了反射层反射率、溶剂吸收对光致变色记录的影响，反射层反射率的减小及溶剂吸收降低光致变色记录灵敏度而对总体记录特性影响不大。对激光强度对光致变色记录的影响作了实验和分析，光强减小时所用光致变色记录样片的记录灵敏度降低。并将此模型用于指导实现多值存储等光致变色高密高速存储，以及改善光致变色化合物的性能，使之更好地适合记录实现的需要。这一记录模型对光致变色存储的进一步研究有理论指导意义。 提出了具有高密高速特性的光致变色多值存储技术，并完成了四值存储的原理性实验验证，使之有可能在现有存储技术改动不大的前提下，实现光存储密度和速度的成倍提高，以及将这一技术和其他高密高速存储技术结合，从而实现更高密度存储。指出了光致变色及其多值存储在保护版权的EPROM型光盘方面的应用，对其实现作了具体讨论。 提出了双光束补偿非破坏性读出方法，对其在多值存储中的实现作了具体讨论，给出了光学系统的原理设计，并研制了一台光致变色存储实验装置，提出并由这一实验装置实现了准线性区光盘聚焦自动预搜索方法，建立了完整的调试方法及系统，并讨论了全息集成器件的应用。 研究了光致变色材料以外其他有机染料在数字式信息存储中的应用，并以扫描电镜等微观观察手段深入研究了有机染料数字光存储的写一次型记录机理。重点研究了吲哚啉四方酸衍生物及Zn、Sn酞菁的应用实现，测试结果显示各项指标基本满足实用要求。