光有三个可调变量，即振幅、相位和偏振。在信息时代，如何将光的三个变量同时用于信息的调制和解调，是跨世纪难题。近日，我校光电与信息工程学院谭小地教授团队的研究成果，首次提出了三个变量同时调制的编解码方法，突破了传统方式最多调制二个变量的限制，并基于这项技术实现了全息数据存储容量的大幅度提升。
该技术突破能得以实现，是基于该团队长期开展的张量偏光全息理论研究和深度学习技术的灵活应用。该理论的研究成果确保了三个变量的忠实记录和无错再现，这也是保证光的三个变量同时调制和解调时不发生误码的基本条件。有了这个条件偏振作为一个独立变量才能被引入编解码体系，构建多维信息编码方案。在编码时，基于双相位全息技术，利用单相位型空间光调制器实现了光场振幅、相位和偏振的协同调制；在解码时，设计了双输入、三输出的深度神经网络（TriDecode-Net），通过两幅互补的衍射强度图像重建光场的振幅、相位和偏振信息，从而实现了多维信息的同步解码。将此方法应用到全息存储中，有效提升了存储密度与数据传输速率。该成果还可拓展至以光为载体的信息处理技术的应用领域。
该成果以“Encoding and decoding of multidimensional optical field modulation in holographic data storage”为题，发表于国际光学领域权威出版机构美国光学学会的Optica Publishing Group的旗舰期刊Optica（SCI一区TOP，影响因子8.5），并作为美国光学学会期刊网站的头条新闻进行宣传。该出版社汇聚全球最大的光学与光子学科研资源，收录超50万篇成果，2025年《期刊引文报告》（Source Clarivate）中光学领域论文引用占比34%，居全球首位。
多维信息调制的全息数据存储策略
我校为第一署名单位，光电与信息工程学院博士研究生陈瑞娴、王瑾瑜为共同第一作者，谭小地教授、林达奎副教授为共同通讯作者。国家自然科学基金联合基金项目等多项资助。
原文链接：https://doi.org/10.1364/OPTICA.586593
（光电与信息工程学院）