圖 2 為體積全像儲存系統的示意圖，原先儲存在電腦中的資訊為二位元的電子訊 號，電訊號由空間光調制器（例如：反射式液晶顯示器，LCOS）轉換成光強度的明暗 資訊搭載於訊號光當中，而另外一道光波則是由多工定址器選擇參考光波，兩道光波同 時入射至全像材料當中，這兩道光必頇是具有同調特性的雷射光，方可在材料中產生干 涉，全像材料受到干涉光場的影響而感光，隨著干涉光場駐波強弱改變局部的光學特 性，而將原始資訊儲存於材料當中。值得注意的是：全像材料中儲存資訊的位置與空間 光調制器上顯示資訊的位置並不是一對一的空間對應關係，而是以干涉條紋分散記錄在 材料中。因訊號光經過透鏡的傅立葉轉換至空間頻率域，而使每個位元所攜帶的資訊分 散到記錄材料的體積，如此，即使全像材料局部損壞或透光不均勻，不至於導致原始資 訊完全喪失。其次，當儲存第二頁時，電腦將第二頁的資訊輸入到空間光調制器上，多
圖 2.全像儲存系統示意圖
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工定址器則選擇另一種參考光波來與訊號光干涉，並在材料的同一單位體積中重複感 光；如此不斷重複上述干涉記錄過程，達到多工儲存的效果，可提高資料的儲存密度。
在資訊讀出時，我們只要入射與記錄時相同光學條件的讀取光波照射儲存材料，即可重 建原始資訊，此時，繞射出來的資訊是光強度的明暗分布，需要透過二維光偵測器(例 如 CCD)來將光強度資訊轉變為電訊號，才能被電腦存取使用。這個讀出的時間包含讀 取光尋址、光波繞射、光偵測器感測時間以及訊號在系統中之傳輸與辨識的處理時間。
2.1.2 光學不完美雜訊
對於系統雜訊的描述，一般可分為 Gaussian 和 Rician 兩種函數。Ricain 函數雜訊的 主要來源是同調性(Coherent)之雜訊對光場之擾動，如光學像差、器件不完美、材料不 均勻繞射等等，影響繞射光之振幅。過去的研究[3]指出，Rician 函數較能夠準確描述全 像儲存系統輸出訊號的機率分布，因此我們採用了 Rician 函數來描述光訊號經過光學元 件產生誤差所引入的訊號變形，即所謂光學不完美雜訊，(7)式中 σ1/0的大小則代表光學 不完美雜訊的強弱。影像在干涉記錄之初就受到空間光調制器以及光學透鏡等光學不完 美雜訊影響，因此記錄於儲存媒介上的影像已經不是理想訊號，讀取時又受到材料不均 勻以及成像透鏡不完美影響，以致於光偵測器上的輸出訊號與原始輸入訊號分布不同，
因此得到 Ricain 函數的機率分布。圖 3 說明光線由空間光調制器出發，原為顯示明暗訊 號 1 與 0 二位元光強度資訊，經過全像儲存系統受到光學不完美雜訊的影響，在光偵測 器上偵測到的訊號光強度分布跟原始像素光強度分布不同，圖 3 中輸出訊號 PDF 使用 的 Rician 函數參數為 S1=200，S0=20，σ1=σ0=0.6。
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2.1.3 多工儲存頁面串音雜訊
以圖 1 描述的 4f 角度多工儲存系統為例，藉由攜帶輸入資訊的空間光調制器（x0-y0） 調製平面波形成訊號光波，與以中心角為θ入射於材料的參考光波干涉記錄。我們利用 波恩近似法模擬系統儲存與讀取資訊的過程[1]。假設我們在材料中一個位置儲存 N = 2M+1 張全像頁面資訊，我們以 m = -M，-(M-1)，…，0，…，M-1，M 來編號資訊頁面，
則儲存在材料干涉條紋中的折射率變化可表示為：
M
M m
mS cc
R* . .
， (10)
其中，Rm為參考光波，Sm為訊號光波，分別以下列的函數來表示：
Communication channel
光強度 輸入圖像
圖 3.光學不完美雜訊對光訊號影響示意圖
輸出圖像
通訊頻道
光學不完美雜訊
輸入訊號 PDF 輸出訊號 PDF
光強度 機
率 機
率
10
11
12 修正碼（Error Correction Code）的純資料，頁面誤碼率若低於 5x10-3，則可利用錯誤修 正碼完美回復正確資料[7]，因此，我們將之訂為系統誤碼率的上限；由這項標準來決定