Performance Analysis of Complex Phase-code for Phase Multiplexes Holographic Memory System

In this paper, performance of the CPC(complex phase code) which is recently proposed as a practical phase encoding method for phase-code multiplexes holographic memory system is comparatively analyzed with those of the conventional phase codes such as PR(pure random code), RCE(random code with equality), WHM(Walsh Hadamard Matrix). In computer simulation, the size of an address bean is fixed at 32$\times$32 pixels and 0%-25% phase-error ratio in a pixel are intentionally added to the real phase values to consider the nonlinear phase-modulation characteristics of the practical spatial light modulator. From comparative analysis of crosstalks and signal-to-noise ratios for these phase codes by calculating auto-correlation and cross-correlation, it is found that the CPC have the lowest cross-correlation mean value of 0.021, the lowest standard deviation of 0.0113 and the highest signal-to-noise ratio(SNR) of 27.4 among the four types of phase code. In addition, from the calculation of the number of all possible address beams for these four types of phase code as the size of the address beam is fixed to 3232 pixels, the CPC is found to have 6.334$\times$10$^{49}$ address beams, which are relatively higher number than that of the conventional phase codes.

위상 다중화 홀로그래픽 메모리 시스템을 위한 CPC 위상코드의 성능 분석

본 논문에서는 최근 위상 다중화 홀로그래픽 메모리 시스템의 실질적인 구현을 위해 새로이 제시된 CPC(complex phase code)의 성능을 기존의 위상코드인 PR, RCE 및 WHM 등과 비교 분석하였다. 컴퓨터 시뮬레이션에서 어드레스빔은 32$\times$32의 픽셀크기로 고정하였고, 위상코드를 표현하는 상용 공간광변조기의 비선형적 위상변조 특성을 고려하여 0~25%의 에러율을 갖는 위상 코드값를 의도적으로 부과하여 실험을 수행하였다. 또한, CPC 및 PR, RCE, WHM으로 코딩된 각 어드레스빔에 대한 자기상관 및 상호상관 값을 계산함으로써 위상코드간의 영상누화(crosstalk) 및 신호대 잡음비(SNR) 특성을 비교 분석하였다. 실험결과, CPC의 상호상관 결과의 평균값이 0.021, 표준편차값이 0.0113으로 다른 위상코드에 이하여 가장 작게 나타났으며, 신호대 잡음비는 27.4로 가장 높은 것으로 분석되었다. 또한, 32$\times$32의 빔크기를 기준으로 할 때 CPC의 어드레스빔의 개수는 6.344$\times$$10^{49}$ 으로 나타나 기존의 위상 코드에 비해 상대적으로 큰 것으로 분석되었다.