Sarkadi Tamás 5.évf. mérnök-fizikus hallgató BME Konzulensek: dr Koppa Pál Atomfizika tansz. BME

1. 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

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

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

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

5. Fázismodulált kód kiolvasásaanizotróp kristállyal Referencianyaláb Hologram lemez Kettőstörő kristály CCD kamera Fourier optika Kettőstörő kristály segítségével interferenciát hozunk létre a hullámfront, és annak kamera síkjában eltolt képe között

6. Fázismodulált kód kiolvasása anizotróp kristállyal • A detektoron történő amplitúdó összegzés Eredeti hullámfront Eltolt hullámfront Interferenciakép

7. Interferencia létrehozása Kettőstörő kristály 45x45 bit méretű adattábla konstruktív :=„pozitív kódolás” destruktív :=„negatív kódolás”

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

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

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

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

12. 10 10 10 10 10 10 10 Kódolási módszerek összehasonlítása a gyakorlatban Pozitív kódolás Negatív kódolás Bitek intenzitás szerinti eloszlása Apertúra=100% φ=0,05π ψ=0,05π Apertúra=100% φ=0,05π ψ=0,05π Sötét bitekből kétféle típus létezik Illesztett görbék Bit világosság Pozitív kódolás Hibaarány Negatív kódolás 10 Gyakoriság 10 Hibaarány függése a hologram méretétől 10 10 10 10

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

14. Köszönöm a figyelmet • Köszönöm témavezetőim segítségét