细菌视紫红质(简称菌紫质或BR)是一种生物活性的光敏蛋白质，它具有许多优良的光学特性，其中因其优良的光致变色特性，成为目前国际上光信息处理和光存储的热点。本文对菌紫质薄膜的光学特性及其应用进行了研究。主要内容如下：　　 ⑴研究了菌紫质BR-D96N薄膜样品的光致变色特性及其图像光存储应用：测量了双态吸收谱；根据克雷默斯——克朗尼(Kramers-Kronig)变换关系理论计算出伴随光致变色反应产生的折射率变化量光谱；用分光光度计测量了样品在光激发后热驰豫过程中不同时刻的吸收光谱，通过对吸收光谱变化的分析，分离出了B态、M态和D态吸收光谱，用最小二乘拟合方法对热驰豫各个时刻的吸收光谱进行了数据拟合，得到了B态、M态和D态分子数百分比随时间变化的规律，并估算出了M态和B态分子的寿命，再通过样品在411nm和568nm波长处光吸收随时间变化的测量，采用双指数拟合的方法也得出了M态和B态分子的寿命；另外，利用此光致变色特性，在BR-D96N薄膜上进行了图像光存储实验研究。　　 ⑵基于样品的光致变色特性和光致各向异性，研究了BR-D96N全息存储特性，对不同偏振记录全息的衍射光偏振态及衍射效率进行了理论分析与推导，并且用MATLAB软件理论计算了菌紫质薄膜普通全息衍射效率光谱。　　 ⑶全息图像存储实验研究：利用不同全息存储技术，包括参考光再现与共轭光再现技术，透射式与反射式记录技术，四种不同偏振记录技术，即平行线偏振记录、正交线偏振记录、同圆偏振记录、正交圆偏振记录等，在BR-D96N薄膜样品上记录了不同全息图，比较了它们的衍射效率及衍射像信噪比。还研究了共轭参考光再现对提高衍射像信噪比和补偿物光波前畸变的作用。　　 ⑷在BR-D96N薄膜样品上实现了偏振复用全息存储，即在样品的同一位置以两种全息图的方式记录了两幅偏振方向相正交的物光信息，然后分别对这两幅图像实现了选择性的读出。并证明了用偏振复用全息的方法也可以实现两幅图像的相加减处理，并给出了基本原理。