中国福建师范大学研究团队开发了一种创新的全息数据存储方法，通过编码光的三个属性——振幅、相位和偏振，实现在三维空间中更高效地存储和检索信息。这项技术有望满足全球日益增长的数据存储需求。

全息数据存储使用激光将数字信息存储在材料内部，与硬盘或光盘仅在表面记录数据不同，它能在材料体积内存储多个重叠的光模式，从而实现更高的存储密度和更快的数据传输速度。团队负责人谭晓迪表示：“在传统的全息数据存储中，数据编码通常只使用一个光维度，如单独的振幅或相位，或者最多结合这两个维度。基于偏振全息原理，我们使用了一种称为卷积神经网络模型的深度学习架构，使偏振能够作为一个独立的信息维度。”

在《Optica》期刊上，研究人员描述了这种新的全息数据存储技术，并证明它能够提高信息密度，同时简化读出过程。谭晓迪补充道：“随着进一步开发和商业化，这种多维全息数据存储可以实现更小的数据中心和更高效的大规模归档存储，同时也能提高数据处理和传输效率。它还有助于更安全的数据传输、光学加密和高级成像。”

研究人员通过控制两个正交偏振态的强度和相位，并使用双相位全息方法，开发了一种三维调制编码方案。这使得单个仅相位空间光调制器能够在光场中编码振幅、相位和偏振信息。解码组合的振幅、相位和偏振信息是困难的，因为传感器只能检测光强度，无法直接感知相位和偏振。团队利用张量偏振全息理论和设计卷积神经网络模型解决了这个问题，该模型能够直接从衍射强度图像中同时检索三维信息。

在验证了新方法的理论后，研究人员构建了一个紧凑的装置，在偏振敏感介质中记录和重建编码的光场。谭晓迪总结道：“总体而言，我们的结果表明，多维联合编码显著增加了单个全息数据页承载的信息量，从而提高了存储容量。神经网络同步解码减少了对复杂测量和逐步重建的需求，支持更高效的读出和解码。这为实现高容量、高吞吐量的全息数据存储提供了实用途径。”研究人员指出，这项工作仍处于研究阶段，商业化前还需要进一步优化。

出版详情：作者：Optica；标题：《Holographic storage approach packs more data into the same space by encoding three properties of light》；发表于：《Optica》(2026)。