A study of signal coding methods for single-shot phase detection using inter-pixel crosstalk

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04917
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 30020:Optical engineering and photon science-related
• Research Institution: Utsunomiya University
• Principal Investigator: Fujimura Ryushi 宇都宮大学, 工学部, 准教授 (50361647)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ホログラフィックメモリー / クロストーク / 位相検出 / 偏光位相多値信号

Outline of Final Research Achievements

In this study, we investigated new phase detection algorithms and signal encoding methods in our proposed single-shot phase detection method that utilizes crosstalk to improve the recording density of holographic memory systems. We propose a new signal-encoding method that simultaneously modulates the polarization and phase. In addition, we introduced a new phase determination method that incorporates the effects of distant pixels, previously unconsidered, using the pixel spread function. Our numerical analysis demonstrated that our proposed method can achieve approximately double the recording density compared to conventional binary intensity signals.

Free Research Field

応用光学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、クロストークを利用した位相検出法における新しいアルゴリズムを提案し、記録密度と検出精度を向上させた。また、偏光・位相変調信号という新しい信号方式を提案し、ホログラフィックメモリーシステムの理論的基盤を強化した。
本研究のような高密度かつ高転送レートの光メモリー技術の発展は、データセンターでのコールドストレージデバイスとしての利用が期待され、データ保存寿命の延長と消費電力の低減を実現し、情報社会のさらなる進展に貢献すると考えられる。