第七章 全息存储的应用前景
由于数据读出的高度并行性和可能的全光学无运动部件存取方式，光学全息存储将同时具有容量大、数据传输速率高、随机存取时间短三项优点，此外还具有冗余度高的特点。
全息存储关系数据库、全息数字数据存储的新颖结构、模式识别与相关器、关联存储器、
三维全息存储盘。
7.1.1 全息存储关系型数据库
输入 /输出通道是目前数据库系统的瓶颈。全息存储器的高度并行性、整页存储、整页读出特点，
可解决数据库系统的瓶颈。
关系型数据一般是平面格式文件或表格形式，每行对应一条记录，而列则给出数据的属性。这样的二维数据格式与全息存储的页面式格式非常吻合。
数据库系统中大多数的数据恢复操作是基于查询的，即根据内容进行读取，而不是按照物理地址。
全息存储器恰好可以提供全部数据库的快速内容搜索。
全息关系型数据库的光学系统示意图两种读出方式：
基于地址的数据读出；
基于内容的数据读出。
7.1.3 全息数据存储的新颖结构优点：
在这一模块中由于采用共轭读出方式，衍射光逆向经过信号光束记录时所通过的路径，不需要额外的再现光路和成像系统，因此模块内元件可以互相紧挨着放置，有助于减少系统的造价。
共轭方式还校正了线性位相畸变。
每个像元具有存储、光探测和调制功能；具有动态刷新功能。
波长复用全息数字数据存储系统可以自动存储、恢复数字数据；
能够降低存储器的成本，使存储器更加紧凑
7.2.2 模式识别与相关器
用一幅存储的图像照射晶体，就会产生一个近似于参考光束的光束。用一块透镜可把此光波聚焦在一个小斑点上，它的侧向位置由上述角度决定，因而这一侧向位置显示了输入图像的身份。
如果用来照射晶体的图像不属于存储模式库，结果将得到多个参考光束，因而就有多个聚焦光点。每个光点的亮度与输入的图像同每一个存储模式之间的相似程度成比例。即光点阵列就是依据输入图像与存储的图像的识别和分类。实现模式识别。
可以充分发挥光学的高速并行处理能力，克服通常光学模式识别系统中串行按位存储器产生的数据通过瓶颈。
全息匹配滤波器制作和相关识别原理全息匹配滤波器制作和相关识别原理全息匹配滤波器制作和相关识别原理小车制导中全息存储光学相关器示意图关联存储器基本原理关联存储器包括两个关键单元：光学相关器和非线性处理单元。
利用一个自泵浦相位共轭镜来实现非线性处理和反馈操作。
非线性处理单元使相关器的输出产生优者全胜的竞争。
7.3 三维全息存储盘采用 BOHS技术的三维全息盘示意图作为盘式存储，寻址过程中的任何失调，
包括寻址光束的角度
（或波长）调整误差、
全面盘面的平动和倾斜以及盘面旋转等，
都回对数据的读出质量产生影响。
盘面的高速旋转使读出的图像变得模糊，
因此限制了全息盘允许的转速。
7.3.2 采用球面参考光的全息盘 —— SAM盘
SAM方案将空间复用和角度复用以一种新颖的方式结合在一起，允许相邻的全息图在空间上部分地重叠，相互间以不同的参考光角度予以鉴别。
常规的 SAM方案采用平面参考波，则记录的每个全息图中各点的参考光角度都相同。
如果采用球面拨参考光，单个全息图上个局部位置产生干涉条纹的参考光角度均不同，
是位置的函数。
采用球面参考光的全息盘 ——
SAM盘
SAMHD的示意图采用球面参考光的全息盘 ——
SAM盘
全息存储盘利用了页面存取方式的光学并行性，
缓解对存储介质寻址时高速机械运动的要求，极大地提高了数据传输率。
可以进一步简化存储和读出的光学系统，使光学读写头的寻址方式易于与现行光盘系统兼容，有利于盘式三维全息存储的实现。
球面参考波失去了平面参考波对聚焦不敏感这一优点，球面波点源相对盘面距离的失调将影响读出质量；全息图横向非均匀擦除可能会引起衍射效率的横向不均匀性。
由于数据读出的高度并行性和可能的全光学无运动部件存取方式，光学全息存储将同时具有容量大、数据传输速率高、随机存取时间短三项优点，此外还具有冗余度高的特点。
全息存储关系数据库、全息数字数据存储的新颖结构、模式识别与相关器、关联存储器、
三维全息存储盘。
7.1.1 全息存储关系型数据库
输入 /输出通道是目前数据库系统的瓶颈。全息存储器的高度并行性、整页存储、整页读出特点，
可解决数据库系统的瓶颈。
关系型数据一般是平面格式文件或表格形式，每行对应一条记录，而列则给出数据的属性。这样的二维数据格式与全息存储的页面式格式非常吻合。
数据库系统中大多数的数据恢复操作是基于查询的，即根据内容进行读取，而不是按照物理地址。
全息存储器恰好可以提供全部数据库的快速内容搜索。
全息关系型数据库的光学系统示意图两种读出方式：
基于地址的数据读出；
基于内容的数据读出。
7.1.3 全息数据存储的新颖结构优点：
在这一模块中由于采用共轭读出方式，衍射光逆向经过信号光束记录时所通过的路径，不需要额外的再现光路和成像系统，因此模块内元件可以互相紧挨着放置，有助于减少系统的造价。
共轭方式还校正了线性位相畸变。
每个像元具有存储、光探测和调制功能；具有动态刷新功能。
波长复用全息数字数据存储系统可以自动存储、恢复数字数据；
能够降低存储器的成本，使存储器更加紧凑
7.2.2 模式识别与相关器
用一幅存储的图像照射晶体，就会产生一个近似于参考光束的光束。用一块透镜可把此光波聚焦在一个小斑点上，它的侧向位置由上述角度决定，因而这一侧向位置显示了输入图像的身份。
如果用来照射晶体的图像不属于存储模式库，结果将得到多个参考光束，因而就有多个聚焦光点。每个光点的亮度与输入的图像同每一个存储模式之间的相似程度成比例。即光点阵列就是依据输入图像与存储的图像的识别和分类。实现模式识别。
可以充分发挥光学的高速并行处理能力，克服通常光学模式识别系统中串行按位存储器产生的数据通过瓶颈。
全息匹配滤波器制作和相关识别原理全息匹配滤波器制作和相关识别原理全息匹配滤波器制作和相关识别原理小车制导中全息存储光学相关器示意图关联存储器基本原理关联存储器包括两个关键单元：光学相关器和非线性处理单元。
利用一个自泵浦相位共轭镜来实现非线性处理和反馈操作。
非线性处理单元使相关器的输出产生优者全胜的竞争。
7.3 三维全息存储盘采用 BOHS技术的三维全息盘示意图作为盘式存储，寻址过程中的任何失调，
包括寻址光束的角度
（或波长）调整误差、
全面盘面的平动和倾斜以及盘面旋转等，
都回对数据的读出质量产生影响。
盘面的高速旋转使读出的图像变得模糊，
因此限制了全息盘允许的转速。
7.3.2 采用球面参考光的全息盘 —— SAM盘
SAM方案将空间复用和角度复用以一种新颖的方式结合在一起，允许相邻的全息图在空间上部分地重叠，相互间以不同的参考光角度予以鉴别。
常规的 SAM方案采用平面参考波，则记录的每个全息图中各点的参考光角度都相同。
如果采用球面拨参考光，单个全息图上个局部位置产生干涉条纹的参考光角度均不同，
是位置的函数。
采用球面参考光的全息盘 ——
SAM盘
SAMHD的示意图采用球面参考光的全息盘 ——
SAM盘
全息存储盘利用了页面存取方式的光学并行性，
缓解对存储介质寻址时高速机械运动的要求，极大地提高了数据传输率。
可以进一步简化存储和读出的光学系统，使光学读写头的寻址方式易于与现行光盘系统兼容，有利于盘式三维全息存储的实现。
球面参考波失去了平面参考波对聚焦不敏感这一优点，球面波点源相对盘面距离的失调将影响读出质量；全息图横向非均匀擦除可能会引起衍射效率的横向不均匀性。
