铌酸锂晶体是一种多功能、多用途的人工晶体材料，具有温度稳定性好、易于光学冷加工、性能易调控等优势。作为典型的光折变晶体，铌酸锂被广泛应用于高密度光存储、激光物理、信息处理和计算等研究与应用领域。伴随海量存储及动态全息三维显示的巨大需求与快速发展，基于铌酸锂晶体的三维光存储及动态显示再次成为研究热点。针对上述研究与应用，综述了铌酸锂晶体光折变全息存储及显示的原理、研究历史和最新进展，并对未来可能的发展方向进行了展望。

大数据时代对数据存储提出了新的需求，数据的存储安全关乎社会稳定与发展。全息加密光存储具有高存储密度、快读取速度、长保存寿命等特点，为海量数据存储提供了有效的解决方案，是保障数据存储安全的有力手段。聚焦于全息光存储领域，论述了以振幅、相位和偏振等作为调制变量的全息加密光存储的基本原理，介绍了常见的全息加密光存储技术及其性能影响因素，梳理了大量密钥的管理方法，最后总结了各技术特点，并对全息加密光存储的未来发展进行了展望。

大数据时代对数据存储提出了新的要求，为克服目前存储技术无法逾越的障碍，全息存储回到人们的视野，为了解决传统全息存储的记录密度与理论值相差较大的问题，本文作者团队提出了将光的振幅、相位和偏振均作为调制变量的多维调制全息数据存储技术；为验证多维调制的实验结果，针对具有偏振响应的全息存储材料特性提高方面也开展了研究。这些研究成果加速了全息存储技术应用的产业化步伐。本文以该团队在北京理工大学期间开展的多维调制全息数据存储技术的研究成果为基础，分别从光的振幅、相位和偏振调制机理出发，综述了各个调制方法的理论基础和应用实例，以及提高全息存储材料性能的有效手段，最后进行了总结和展望。

铌酸锂(LiNbO3, LN)是一种多功能多用途的人工晶体, 被称为“光学硅”。近期以铌酸锂薄膜(LNOI)为平台的集成光子学发展迅速, 有将“光学硅”变为现实的趋势。高集成意味着高局域高光强密度, 使铌酸锂晶体的光折变效应变得不容忽视。光折变效应是光致折射率变化的简称, 是非线性光学的重要组成部分。本文回顾了铌酸锂晶体光折变效应的发现和机理、不同掺杂及掺杂组合对光折变效应的调控, 重点介绍了铋镁双掺铌酸锂晶体的光折变性能及相关理论和实验结果, 概述了铌酸锂光折变波导和孤子, 及基于LNOI的集成光子学器件中的光折变效应, 并对未来的研究趋势进行了展望。期待我国发挥铌酸锂光折变研究及LNOI产业化的优势, 在光子学芯片的竞争中占据主导地位。

全息记录介质中光敏剂的用量非常少,但对记录波长的选择起到决定性的作用。针对最常用的532 nm激光器,设计并合成一系列环戊酮类光敏剂,研究它们的光谱特性、敏化引发单体聚合的反应动力学及其在光致聚合物型全息记录介质中的应用性能。结果表明,含有BTMI(2,5-bis(2-(1,3,3-trimethylindolin-2-ylidene)ethylidene)cyclopentanone)的样品具有最优的全息记录性能,在总曝光量为64 mJ/cm ²的情况下单光栅衍射效率达到90%,折射率调制度为4.14×10 ^-4,Bragg光栅选择角的半峰全宽为0.90°。在单个激光脉冲(波长为532 nm,脉宽为150~200 ps,能量密度为25 mJ/cm ²)的曝光下,该样品能够获得衍射效率为7%的全息光栅,说明可以实现信息的快速记录。通过配方的优化,BTMI有望应用于制备快速且高密度的全息存储介质。

通过生长一系列掺钼近化学计量比铌酸锂晶体, 研究了晶体的光折变性能, 发现在488 nm和532 nm波长辐照下, 当Mo的掺入量为0.5mol％时, 晶体的光 折变灵敏度分别达到0.25 cm/J和0.21 cm/J。此外, 极化条件的改变可以缩短晶体在488 nm波长辐照下的光折变响应时间。通过红外光谱、紫外可见吸收光谱 和X射线光电子能谱的测试, 对掺钼近化学计量比铌酸锂晶体的光折变性能变化的机制进行了研究。

体全息存储技术具有存储密度高、数据容量大、可并行读写、传输速度快等特点，有望解决目前大数据时代面临的数据存储成本高、存储密度小等难题。由于光致聚合物材料的体全息存储器件具有成本低，重量轻，商用价值高等优点，从上世纪90年代光致聚合物材料在体全息存储领域开始受到了广泛关注，成为体全息存储技术中最具有潜力的记录材料。本文从光致聚合物国内外研究进展出发，介绍了光致聚合物在体全息存储技术中体现出的高感光灵敏度、高衍射效率、高分辨率等优良性能。

偏光全息术通过记录两束偏振光干涉形成的偏振光栅，可以把偏振光信息存储在偏振敏感材料当中。偏光全息把传统全息术中长期被忽视的光波偏振信息加以利用，在加大了存储容量的同时，也具有了许多独特的性质。本文简要介绍了偏光全息的发展历程，描述了基于张量的偏光全息理论及其一些推论，然后对偏光全息在数据存储领域的应用作了介绍，并做出展望。

从体全息存储原理出发，列举了体全息存储的技术和主要的几种系统结构，并就同轴式全息存储系统原理、系统结构、编码方式进行了详细的介绍分析。在未有成熟的相位编码方式的情况下，对基于相位调制的同轴全息存储系统的两种相位编码方式进行了分析评价，这两种相位编码方式对全息存储中相位编码的可能实现方式进行了有效补充，其组合式相位编码方式与传统振幅编码相比提高了编码率且降低了误码率。另外，介绍和分析了一种可以有效减少材料消耗并提高存储密度的多阶复振幅调制的同轴全息存储系统，并对其系统表现性能进行评价。综合评价得出，更合理的编码方式、适当的调制手段和抑制噪声仍是现在全息存储研究中亟待解决的问题。