本发明专利技术属于全息数据存储技术领域，公开基于嵌入式数据的非干涉相位检出方法和检出装置，所述检出方法包括步骤：在编码阶段，将嵌入式数据与未知相位数据一同编入原始相位数据中；将所述原始相位数据记录到全息材料中，并在信息读取后，获得待检测相位数据；将所述待检测相位数据傅里叶变换的频谱强度分布，经迭代计算得到检出相位数据；其通过利用嵌入式数据为迭代计算提供强有力的约束条件，使迭代次数缩短，提升相位检出精度，且能调整嵌入式数据的比例，控制迭代次数以满足不同应用的需要；能保证迭代快速收敛至最优解，大大缩短所需迭代次数，提高数据转换速度。提高数据转换速度。提高数据转换速度。
【技术实现步骤摘要】
基于嵌入式数据的非干涉相位检出方法和检出装置
[0001]本专利技术属于全息数据存储
，具体涉及基于嵌入式数据的非干涉相位检出方法和检出装置。
技术介绍
[0002]全息数据存储技术是非常有潜力的海量数据长存技术，因为其采用三维体存储信息记录方式和二维数据页数据传输方式，比现有存储方式具有维度上的提升。但现有的全息数据存储记录密度与理论值相差较远，因为其仅仅使用振幅编码，而忽略了光的其他特征，例如相位。而事实上相位编码与振幅编码相比，在编码率和信噪比上都有很大提升，能够显著提高数据记录密度和数据转换速度。
[0003]但是相位信息无法被光电探测器直接获取，这成为限制相位型全息数据存储技术发展的关键因素。通常对相位信息进行检出需要利用干涉法或非干涉的计算迭代方式。但全息存储对稳定性要求较高，干涉法由于受环境影响太大、稳定性不够而不适用于实际应用。传统的非干涉计算迭代方法虽然可以稳定的获取图像并进行迭代将相位检出，但是往往需要成百上千次的迭代次数才能获得可接受的相位检出精度，导致大大降低了数据转换速度。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供基于嵌入式数据的非干涉相位检出方法和检出装置，通过利用嵌入式数据为迭代计算提供强有力的约束条件，使原本需要成百上千次的迭代次数缩短两个数量级左右，并且在相位检出精度上有所提升，且能够通过调整嵌入式数据的比例，控制迭代次数以满足不同应用的需要。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]本专利技术的基于嵌入式数据的非干涉相位检出方法，包括以下步骤：
[0007]在编码阶段，将嵌入式数据与未知相位数据一同编入原始相位数据中；
[0008]将所述原始相位数据记录到全息材料中，并在信息读取后，获得待检测相位数据；
[0009]将所述待检测相位数据傅里叶变换的频谱强度分布，经迭代计算得到检出相位数据。
[0010]优选地，将所述嵌入式数据与所述未知相位数据一同编入原始相位数据中时，将预设比例的所述嵌入式数据与所述未知相位数据一同编入所述原始相位数据中。
[0011]优选地，将所述原始相位数据记录到所述全息材料中时，将所述原始相位数据通过光学系统记录到所述全息材料中。
[0012]优选地，将所述原始相位数据通过所述光学系统记录到全息材料中时，先将所述原始相位数据通过相位调制空间光调制器上载，然后再通过光学系统将所述原始相位数据记录到全息材料中。
[0013]优选地，将所述待检测相位数据傅里叶变换的所述频谱强度分布，经迭代计算得
到检出所述相位数据时，先将所述待检测相位数据经过透镜后，再将所述待检测相位数据傅里叶变换的频谱强度分布，经迭代计算得到检出相位数据。
[0014]优选地，将所述待检测相位数据经过透镜后，再将所述待检测相位数据傅里叶变换的所述频谱强度分布，经迭代计算得到所述检出相位数据时，将傅里叶变换的所述频谱强度分布通过光电探测器获得。
[0015]优选地，将所述嵌入式数据占所述原始相位数据的比例进行调整。
[0016]优选地，将所述嵌入式数据占所述原始相位数据的比例进行调整时，根据对数据转换速率、编码率和误码率三方面参数的要求进行调整。嵌入式数据占比越高，相位检出精度越高，所需迭代次数越少。
[0017]优选地，嵌入式数据的排布方式可选择有规则的位置排布和随机的位置排布。
[0018]优选地，将所述嵌入式数据的相位编码选择有规则的相位分布或者随机的相位分布。随机的相位分布能够使得嵌入式数据与未知相位数据的频谱混叠效果提高。
[0019]优选地，将所述嵌入式数据的相位编码取值选择为与所述未知相位数据的相位编码取值相同或者不相同。
[0020]优选地，将所述嵌入式数据的空间频率选择为与所述未知相位数据的空间频率相同或者不相同。
[0021]优选地，将所述嵌入式数据构成的嵌入式数据单元的光强度选择为与所述未知相位数据单元的光强度相同或者不相同。
[0022]优选地，将所述嵌入式数据的位置与所述未知相位数据的位置选择为相邻或者不相邻。
[0023]本专利技术的基于嵌入式数据的非干涉相位检出装置，用于实现上述基于嵌入式数据的非干涉相位检出方法，包括依次设置的物面、光学系统、透镜、傅里叶变换面和迭代计算处理器；物面用于上载所述原始相位数据；所述光学系统用于将所述原始相位数据记录在全息材料上、并进行信息读取以获得所述待检测相位数据；透镜用于产生所述待检测相位数据傅里叶变换的频谱强度分布；傅里叶变换面用于接收获得所述待检测相位数据傅里叶变换的所述频谱强度分布；迭代计算处理器用于对所述待检测相位数据傅里叶变换的所述频谱强度分布进行迭代计算，以得到所述检出相位数据。
[0024]优选的，物面为相位调制空间光调制器。
[0025]优选的，所述光学系统包括沿着光线传播方向依次设置的第一物镜、全息材料和第二物镜。
[0026]优选的，透镜为傅里叶变换透镜。
[0027]优选的，傅里叶变换面为光电探测器。
[0028]优选的，所述待检测相位数据与所述原始相位数据呈4f系统。即物面与傅里叶变换面之间的距离为四倍的透镜的焦距。
[0029]优选的，调制空间光调制器前方沿着光束传播方向依次设置有激光器、针孔滤波器、准直透镜、快门、全息光阑组、第一中继透镜、第二中继透镜和第一非偏振立体分束器和二分之一波片，二分之一波片设置在第一非偏振立体分束器的透射光传播方向上。
[0030]优选的，第一物镜设置在第一非偏振立体分束器的反射光传播方向上。
[0031]优选的，第一中继透镜和第二中继透镜组成4f系统。
[0032]优选的，相位调制空间光调制器为反射式空间光调制器。
[0033]优选的，第一物镜和第二物镜为参数相同的透镜。
[0034]优选的，全息光阑组为第一同轴全息光阑组，所述第一同轴全息光阑组的中心处为信息光部分，所述信息光部分的外围为参考光部分，所述信息光部分与所述参考光部分构成同轴结构。
[0035]优选的，第二物镜和傅里叶变换透镜之间设置有第二同轴全息光阑组，第二同轴全息光阑组的中心处为信息光部分，所述信息光部分的外围为参考光部分，所述信息光部分与所述参考光部分构成同轴结构。
[0036]优选的，第二同轴全息光阑组的形状与所述第一同轴全息光阑组相同。
[0037]优选的，第二同轴全息光阑组的所述参考光部分的光强透光率小于所述第一同轴全息光阑组的所述参考光部分的光强透光率。
[0038]优选的，第二同轴全息光阑组的所述参考光部分镀有参考光光强透光率衰减膜层。
[0039]优选的，全息光阑组为离轴全息光阑组，所述离轴全息光阑组上设置有信息光透过部分；快门和所述离轴全息光阑组之间设置有第二非偏振立体分束器；所述离轴全息光阑组设置在第二非偏振立体分束器的透射光路上；第二非偏振立体分束器的反射光路上设置有第一平面反射镜，第一平面反射镜的反射光路上设置有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于嵌入式数据的非干涉相位检出方法，其特征在于，包括以下步骤：在编码阶段，将嵌入式数据与未知相位数据一同编入原始相位数据中；将所述原始相位数据记录到全息材料中，并在信息读取后，获得待检测相位数据；将所述待检测相位数据傅里叶变换的频谱强度分布，经迭代计算得到检出相位数据。2.如权利要求1所述的基于嵌入式数据的非干涉相位检出方法，其特征在于，将所述嵌入式数据与所述未知相位数据一同编入原始相位数据中时，将预设比例的所述嵌入式数据与所述未知相位数据一同编入所述原始相位数据中。3.如权利要求2所述的基于嵌入式数据的非干涉相位检出方法，其特征在于，将所述嵌入式数据占所述原始相位数据的比例进行调整时，根据对数据转换速率、编码率和误码率三方面参数的要求进行调整。4.基于嵌入式数据的非干涉相位检出装置，用于实现如权利要求1
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3中任一项所述的基于嵌入式数据的非干涉相位检出方法，其特征在于，包括依次设置的物面、光学系统、透镜、傅里叶变换面和迭代计算处理器；物面用于上载所述原始相位数据；所述光学系统用于将所述原始相位数据记录在全息材料上、并进行信息读取以获得所述待检测相位数据；透镜用于产生所述待检测相位数据傅里叶变换的频谱强度分布；傅里叶变换面用于接收获得所述待检测相位数据傅里叶变换的所述频谱强度分布；迭代计算处理器用于对所述待检测相位数据傅里叶变换的所述频谱强度分布进行迭代计算，以得到所述检出相位数据。5.如权利要求4所述的基于嵌入式数据的非干涉相位检出装置，其特征在于，物面为相位调制空间光调制器；所述光学系统包括沿着光线传播方向依次设置的第一物镜、全息材料和第二物镜；透镜为傅里叶变换透镜；傅里...
【专利技术属性】
技术研发人员：林枭，谭小地，郝建颖，任宇红，
申请(专利权)人：福建盘盛信息光学有限公司，
类型：发明
国别省市：
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