Блок обращения к голографическому запоминающему устройству

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9l (III

SU (51)4 С 11 С 11/42

li (- ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3377910/18-24 (22) 08.01.82 (46) 07.10.85. Бюл. N 37 (72) А.А. Вербовецкий (53) 681.327.66 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 967207, кл. С 11 С 11/42, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

У 934851, кл. G 11 С 11/42, 1980 (прототип). (54)(57) БЛОК ОБРАЩЕНИЯ К ГОЛОГРАФИЧЕСКОМУ ЗАПОМИНАЮЩЕМУ УСТРОЙСТВУ, содержащий последовательно расположенные и оптически связанные колли- мирующий узел и управляемый расщепитель луча, носитель информации и узел управления, содержащий генератор синхроимпульсов, первый выход которого через первый формирователь управляющих сигналов подключен к управляемому расщепителю луча, а второй выход — через второй формирователь управляющих сигналов подключен к носителю информации, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности блока, в него введены узел фокусировки сигнального луча, узел фокусировки вспомогательного луча и узел формирования опорного луча, выполненный в виде матрицы опорных голограмм, причем каждый сигнальный выход управляемого расщепителя луча оптически связан через узел фокусировки сигнального луча с носителей информации, а каждый вспомогательный выход управляемого расщепителя луча оптически связан через последовательно расположенные узел фокусировки вспомогательного луча и соответствующую опорную голограмму матрицы опорных голограмм с носителем информации.

1061618!

О!

20 ь 25

35

50

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в оптических запоминающих устройствах большой информационной емкости для повышения их

-надежности.

Известно голографическое оперативное запоминающее устройство (ЗУ) в котором сигнальный и опорный пучки направляются на носитель информации по единому каналу, включающему управляемый мультипликатор (1) .

Недостатками этого устройства являются относительно невысокая плотность хранения информации на носителе и невысокая надежность совмещения сигнального и опорного пучков на носителе из — за аберраций, вносимых управляемым мульти пликатором.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является блок обращения к оптическому ЗУ Я содержащий коллимирующий узел, управляемый расщепитель луча, носител информации и узел управления. Недостаток этого блока — относительно низкая надежность хранения информации на носителе, связанная с ее "точечным" представлением.

Цель изобретения — увеличение надежности блока за счет хранения информации в голографической форме.

Эта цель достигается тем, что в блок обращения к голографическому

ЗУ (ГЗУ), содержащий последовательно расположенные и оптически связанные коллимирующий узел и управляемый расщепитель луча, носитель информации и узел управления, содержащий генератор синхроимпульсов, первый выход которого через первый формирователь управляющих сигналов подключен к управляемому расщепителю луча, а второй выход через второй формирователь управляющих сигналов подключен к носителю информации, введены узел фокусировки сигнального луча, узел фокусировки вспомогательного луча и узел формирования опорного луча, выполненный в виде матрицы опорных голограмм. Каждый сигнальный выход управляемого расщепителя луча оптически связан через узел фокусировки сигнального луча с носителем информации, а каждый вспомогательный выход управляемого расщепителя луча оптически связан через последовательно расположенные узел фокусировки вспомогательного луча и соответствующую опорную голограмму матрицы опорных голограмм с носителем информации.

На чертеже представлена оптическая схема блока.

Блок работает, например, совместно с управляемым проекционным блоком (УПБ) 1 ГЗУ.

В состав УПБ 1 входят, например, проекционный узел 2, рэндомизирующая маска 3, управляемый транспарант (УТ) 4, узел фокусировки изображений 5, управляемый мультипликатор 6, коллективный узел 7. УПБ 1 обеспечивает произвольную адресацию изображения УТ-4 в любое из и адресных положений (где 0 = 1,2,3,..., в, а Ф вЂ” число микроголограмм на носителе) и направление его на любой

k-й выход мультипликатора 6, т.е. на k -й выход УПБ 1 (где k. -= 1,2,3, 1 а р — число носителей инфор мации ГЗУ). Таким образом, на

1любом 4 †выходе УПБ 1 имеется h адресных положений (адресных Bblxoдов) светового пучка.

Проекционный узел 2 обеспечивает освещение 4 параллельными пучками и может быть выполнен в виде объектива.

Рэндомизирующая маска 3 обеспечивает равномерное распределение света по полю микроголограммы и может быть выполнена на основе стеклянной пластинки или жидких кристаллов.

УТ 4 осуществляет пространственно-временную модуляцию проходящих световых пучков в соответствии с кодом, предназначенным для записи информации и может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов с матричной или индивидуальной адресацией.

Узел фокусировки изображений 5 может быть выполнен в виде объектива.

Управляемый мультипликатор 6 осуществляет, например, направление иэображений УТ 4 на любой нсситель информации и может быть выполнен на основе управляемых полукубических систем.

Коллективный узел 7 обеспечивает параллельность оптической оси любого пучка на выходе УПБ 1 оптической

1061618

40

50 оси блока и может быть выполнен в виде объектива.

Блок обращения (БО) к ГЗУ содержит коллимирующий узел 8, управляемый расщепитель луча 9, узел фокусировки вспомогательного луча 10, узел фокусировки сигнального луча

11, узел формирования опорного луча 12, носитель информации 13, узел управления (УУ) 14.

Коллимирующий узел 8 может быть выполнен, например, в виде линзового растра.

Управляемый расщепитель луча 9 имеет 55 оптических входов каждому иэ которых соответствуют два оптических выхода. Расщепитель 9 обеспечивает либо разделение входного пучка на сигнальный и вспомогательный (соответственно каналы I u II на чертеже), либо направление всего входного пучка только во вспомогательный канал (канал II) .

В качестве управляемого расщепителя могут использоваться, например, один каскад электрооптического дефлектора, на выходе которого установлен переключатель поляризации света, обеспечивающий одинаковую поляризацию выходных пучков, жидкокристаллический или акустооптический (угловой) дефлектор, на выходе которого установлена дифракционная решетка, обеспечивающая параллельность выходных пучков, или управляемая поликубическая система, состоящая иэ И) поляризационных светоделительных кубов, пропускающих или отражающих падающие световые пучки в зависимости от ориентации их плоскости поляризации,. перед входными плоскостями которых установлены переключатели поляризации, а на одном из выходов каждого куба расположена поворотная призма, обеспечивающая параллельность отраженного кубом пучка проходящему, и переключатель поляризации света, обеспечивающий одинаковую поляризацию выходных пучков.

Узлы фокусировки вспомогательного 10 и сигналвиого 11 лучей могУт быть выполнены, например, в виде линзовых растров.

Узел формирования опорного луча 12 служит для создания в схеме блока опорных или считывающих пучков и может быть выполнен, например, 50

55 в виде матрицы опорных . голограмм, например, на отбеленных фотослоях или желатиновых слоях . Каждая "опорная" голограмма этой матрицы представляет собой интерференционную картину, образованную, например, Фурье-образом изображения УТ 4, все ячейки которого работают на пропускание (соответствует вспомогательному пучку в схеме на чертеже), и параллельного пучка (соответствует опорному пучку при обработке информации в схеме, показанной на чертеже).

Носитель информации 13 осуществляет реверсивное хранение информации в виде отдельных микроголограмм микространиц информации, например, в парафазном коде. Носитель 13 может быть выполнен, например, на основе магнитооптических материа,пов или на любой подходящей среде, допускающей запись, считывание и стирание информации в виде микроголограмм.

УУ 14 обеспечивает работу БО в составе ГЗУ. УУ 14 может состоять, например, из генератора синхроимпульсов 15 и формирователей управляющих сигналов (ФУС) 16 и 17.

БО может входить в состав ГЗУ большой емкости и работает следующим образом.

1. В режиме записи информации в

УПБ 1 производится освещение через проекционный узел 2 и рэндомизирующую маску 3 управляемого транспаранта 4 под углом, соответствующим адресу записи микроголограммы íà k -й носитель 13. Фокусируемое узлом фокусировки 5 изображение УТ 4 направляется управляемым -мультипликатором 6 на определенный k --й "носитель 13 ГЗУ. Коллективный узел 7 обеспечивает параллельность .оптической оси любого нучка на выходе

УПБ 1 оптической оси блока. Таким образом, íà 55-м адресном выходе

УПБ 1, соответствующем адресу h -го участка на 1..-м носителе информации 13, на котором должна записываться микроголограмма, появляется сфокусированное иэображение кода, отображенного на УТ 4.

Пучок, переносящий это изображение, подается на вход k --ro БО, коллимируется коллимирующим узлом 8 и поступает на 51 -й вход управляемо1О61618

ro расщепителя луча 9. По команде с

УПБ 1 генератор синхроимпульсов 15 выдает сигнал на формирователь управляющих сигналоь 16, который вырабатывает управляющие напряжения для расщепителя 9. Согласно поданному сигналу с УУ 14 расщепитель 9 разделяет входной пучок на сигнальный (I) и вспомогательный (Ir). Сигнальный пучок фокусируется узлом фокусировки сигнального пучка II и на и -м участке носителя 13 формируется Фурье-образ изображения УТ 4.

Вспомогательный пучок фокусируется узлом фокусировки вспомогательного луча 10 на узел формирования опорного луча 12. При записи любой парафазно-кодированной информации в УТ 4 работает на пропускание всегда половина рабочих ячеек. Поэтому интенсивность вспомогательного пучка при записи любой информации одинакова. С другой стороны, и зависимо от комбинации ячеек в

УТ 4, вспомогательный пучок восстанавливает с "опорной" голограммы узла 12 одинаковые опорные пучки, так как на ней записаны все ячейки УТ 4. То есть опорные пучки восстанавливаются с "опорной голограммы при падении на нее вспомогательного пучка, являющегося частью пучка, при котором была сформирована "опорная" голограмма.

Узел 12 формирует и направляет опорный пучок под определенным углом на ф -й участок носителя 13.

На и -м участке носителя 13 образуется интерференционная картина между соответствующим сигнальным и опорным пучками. По сигналу с генератора синхроимпульсов 15 ФУС

17, например, подает напряжение на носитель 13. Производится запись микроголограммы на носитель 13.

1О По окончании записи микроголограммы напряжение с носителя 13 по команде УУ 14, например, снимается.

2. В режиме считывания информации все рабочие ячейки УТ 4 перево15 дятся в режим пропускания света. Освещение П -й микроголограммы носителя 13 осуществляется той же оптоэлектронной системой, что и при ее записи. Однако при считывании

20 по команде УУ 14 управляемый расщепитель луча 9 направляет весь световой пучок только в канал II. Поэтому и -я микроголограмм; носителя 13 освещается только считываю25 щим (опорным) пучком и с нее вос— станавливается искомое изображение.

3. При стирании информации оптоэлектронная система БО работает так же, как и в режиме считывания ин30 формации, а на носитель 13 по команде УУ 14 подается сигнал, разрешающий стирание.

Использование предлагаемого блока в составе оптического ЗУ позволит существенно (более чем в 10G раз) повысить его надежность за счет хранения информации в голографической форме.

1061618

Составитель

Редактор Л. Утехина Техред О.Ващишина Корректор А. Тяско

Заказ 7014/1 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4