Способ изготовления элементов памяти частотно-селективного запоминающего устройства

 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических запоминающих устройствах вычислительных машин. Целью изобретения является повышение плотности записи информации.Поставленная цель достигается тем, что проецируют первичную запись с помощью лазерного или широкополосного излучения в уменьшенном изображении на другой светочувствительный материал с неоднородно уширенной полосой поглощения, способный к фотоиндуцированному образованию спектральных провалов в полосе поглощения . 2 ил.

COOS COSETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

-,Я0„„1742860 (gg)g с 11 С 13/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4767602/24 (22) 03.10.89 (46) 23..06.92. Бк)л. 23 (75) K. K. Ребане (53) 681 ° 327.66(088.8) (56) Патент США и 4101976, кл. G 11 С 13/04, опублик. 1979.

Арр1, Optics. 1986, v. 25, N 18, р. 320?-3216. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

ПАМЯТИ ЧАСТОТНО-СЕЛЕКТИВНОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических запоминающих устройствах вычислительных машин.

Известны оптические способы записи информации, включающие выжигание в специальных фотохромных веществах „ (чувствительных к фотовыжиганию), охлажденных до гелиевых температур, устойчивых спектральных провалов, т.е. узких интервалов в спектре поглощения, в которых поглощение понижено.

Однако изготовление пространственно-спектральной памяти укаэанным способом является технологически сложным процессом и требует. много времени.

Если достигнута теоретически предельно возможная плотность 10 бит/см, то, процесс становится черезвычайно дли" тельным. Например, при скорости выжи гания одного спектрального провала в

2 (57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических запоминающих устройствах .вычислительных машин. Целью изобретения является повышение плотности записи информации. Поставленная цель достигается тем, что проецируют первичную запись с помощью лазерного или широкополосного излучения в умень-. шенном изображении на другой светочувствительный материал с неоднородно уширенной полосой поглощения, способный к фотоиндуцированному образованию спектральных провалов в полосе погло" щения. 2 ил.

С: одну секунду заполнение 1 сма.памяти требует несколько тысяч лет. Чрезвычайно трудно обеспечить запись большого числа провалов (до 10000), что тре" бует большой точности сканирования по спектру, на малой площадке чувствительного к фотовыжиганию. вещества (те" оретический предел на наименьшие размеры площади поверхности пленки накла- © дывает диффракция света: при длине волны света А минимальная величина пятна фокусированного луча равна Л «, т.е. 10-з см для видимого света, максимально возможная tlfloTHoctb записи по спектру составляет 10000 независи мых провалов), ° и

Целью изобретения является повыше" ние пространственной (поверхностной) плотности записи информации.

Согласно способу, включающему выжигание в специальных фотохромных аещест-.

1742860 вах (чувствительных к фотовыжиганию) устойчивых спектральных провалов и пространственное сканирование выжигающего луча, запись информации производят в два этапа. Вначале информация записывается в частотном измерении (отсутствие провала при данной частоте

f нуль, наличие: провала - единица) на сравнительно большой площади, например соответствующей сечению лазерного луча выжигания (0,5х0,5 см ). Изготов-

2 ленный таким. образом первичный элемент (или их совокупность, например 100 пространственно-спектральных элементов 15 на 1 см чувствительной к фотовыжига" нию пленки) проекцируют в проходящем через элемент (или их совокупность) луче (например> лазером) в уменьшенном изображении на вторую чувствительную 20 к фотовыжиганию пленку. При этом не требуется специальная система стабили" зации сканируемого по частоте направ" ления луча в пространстве и местонахождения цели (чувствительной к фото" д выжиганию пленки). Может быть использовано также и спектрально широкопо" лосное излучение нелазерного источника света.

Предельное уменьшение одного элемента определяется принципиально дифракционным пределом, практически аберрациями оптической системы. Уменьшение до 10 см х 10 не должно быть

-Ф трудным, пределом является 10 cM x х 10 см. Так как прошедший через первичный элемент свет имеет спектральное распределение интенсивностей, повторяющее спектральную структуру пропускания этого элемента, то выжигающее дей.ствие прошедшего света на вторичный элемент (чувствительная к фотовыжига" нию пленка) таково, что на вторичном элементе формируются провалы (единицы) и остаются нетронутые участки (нули) в точности при тех же самых частотах, которые фиксировали информацию на первичном элементе (или их совокупности).

Пока речь идет об упаковке, записанной в двоичной системе информации, значение имеет именно наличие или от" ®О сутствие.провалов при данной частоте, их глубина и форма могут колебаться в заметных пределах, лишь бы сохранилась возможность установления существования или отсутствия провала. 55

1 !

Указанная процедура изготовления элементов плотной упаковки информации точно также применима и к светофильт« рам пропускания и синтезу пространст венно-временных голограмм, основанных на явлении фотовыжигания спектральных провалов. Однако в случае этих изделий возникает требование достаточно точного сохранения спектрального контура провалов. Пред" ставляет интерес и пространственное увеличение этих элементов. В случае голограмм возникают теоретические задачи о голограммах с деформированными пространственными размерами.

Пространственная плотность записи на вторичном элементе повышается B такое число раз, в какое уменьшено изображение. Процесс уменьшения изображения элемента с записанной информацией (или их совокупность) можно вести также и многоступенчато, при этом коэффициент пространственного уплотнения равен произведения коэффициентов уменьшения на всех ступенях процесса.

Способ применим независимо от пространственной формы заполненного информацией участка на первичной пленке. Материалы пленок могут быть любыми, требуется чувствительность к фотовыжиганию на достаточно широком участке поглощения. Пленки могут быть и многослойными, их поглощение может быть обеспечено одновременным введением примесей разной природы.

На фиг. 1 изображена схема экспе" риментальной установки; на фиг. 2спектр пропускания первого элемента после записи изображения.

Пример. В качестве носителей информации (фотохромных сред) используют плоскопараллельные пластинки из полистирола, активированные молекула" ми октаэтилпорфина (концентрация при" месных молекул ° 10 +моль/л).

Источником света служит перестраи" ваемый лазер 2 на красителе (модель

CP-490 фирмы "Coherent", краситель

ДСИ, ширина линии генерации Ь%1, =

= 0,01 нм, накачиваемый аргоновым лазером .1 Innota-70). Лазерное излуче" ние пропускается через оптическую систему 3 для расширения луча на первой фотохромной пластинке 01 круглого пятна равномерной освещенности диаметром 0,7 см. С помощью линзы Е диаметр луча на второй фотохромной пластинке

02 уменьшается до 2 10 см. Обе пластинки находятся в оптических криоста" тах типа "Утрекс" при Т = 4,2 К.

5 1 j4

При длине волны p .= 619,5 нм (в середине спектрального интервала, использованного для записи инФормации) оптическая плотность пластинки 01,D<-= 3,0 и оптическая плотность пластйнки 02 D = 1,8. При измерении спектра пропускания пластинок регистрация осущест.вляется с помощью Фотоэлектронного умножителя 4 (EM1 Д341/350(>), импульсы которого накапливаются в многоканальный импульсный анализатор 6 (LP-4900В)

Сканирование длийы волны лазера на красителе осуществляется с помощью блока 5 управления, состояние которого (скорость и направление сканирования) определяется внешними команда ми от анализатора 6.

На первом этапе эксперимента,осуществляют запись информации в двоичной . системе (отсутствие спектрального провала при данной длине волны - нуль, наличие провала - единица) на первую

Фотохромную пластинку 01 (площадь записи S(= 40 мм ). Координаты для записи одного байта ииформации в шка-. ле длин волн определяются выражением

71;. = Яо - 1Ь%, где i,...,8 " номер бита в байте; ф = 619,95 нм;

,ф = 0,1 нм.

Для записи байта 00110110 выжигаются четыре провала на длинах волны

Q; (i=2,3,5,6). Время облучения пластинки при выжигании одного провала составляет в среднем 300 с, интенсивность излучения перед пластинкой

55 мкВт/см"". Спектр пропускания первого элемента после записи изображения показан на фиг. 2а. Некоторая неравномерность в величинах максимального пропускания провалов связана с зависимостью эффективности фотовыжигания от длины волны и с некоторым изменением оптической плотности пластинки в данном спектральном интервале. В процессе считывания информации эта неравномерность не является .существенной, так как может быть исключена вве" дением подходящего уровня дискримина.циие

На втором этапе эксперимента в ус- . тановку добавляется пластинка 02.

Лазерное излучение, проходящее через пластинку 01, проецируют на маленький

2860 элемент второй пластинки (площадь

S = 0,03 мм ), а длина волны излучения равномерно сканируется в пределах

620, 0 - 619, 0 нм. Интенсивност ь излучения перед первой пластинкой

0,45 мкВт/слР, полное время сканирования составляет 20 мин. После этого измеряется спектр пропускания пластин® ки 02 (фиг. 2б) . Сравнение двух спектров (Фиг. 2) показывает, что при пространственном (поверхностном) уплотнении информации в S /S в10+ раз ука за нным обра зом точност ь и нформа ции

15 в спектральном измерении сохраняется.

Появление относительно большого Фона (уменьшение контрастности провалов) (фиг. 2б) связано с меньшей дозой облучения при выжигании провалов в- ходе

2О сканирования (по сравнению с дозой выжигания на первом этапе эксперимента), а также меньшей оптической плотностью пластинки 02. При необходимости контрастность провалов может быть

21 увеличена использованием более интенсивного излучения при сканировании длины волны на втором этапе эксперимента.

Формула изобретения

Способ изготовления элементов памяти частотно-селективного запоминающего устройства, заключающийся в том, что освецают светочувствительный мазс териал с неоднородно уширенной поло.сой поглощения, способный к обратил ому фотоиндуцированному образованию спектральных провалов в полосе поглощения лазерным излучением, спектраль40 ная ширина которого меньше ширины неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала, осуществляют частотное сканирование лазерного излучения в соответствии с за писываемой информацией, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения плотности записи информации, проецируют первичную запись с помощью лазерного или широкополосного излуче ния в уменьшенном изображении на дру". гой светочувствительный материал с неоднородно уширеиной полосой поглощения, способный к фотоиндуцированному образованию спектральных провалов в полосе поглощения. !

1742860

I I I1

001101 1 0

Т б20 .Л, ОГО йгг.2

619

Составитель С. Самуцевич

Текред Л.Олийнык Корректор А. Обручар

Редактор И.. Шулла

Заказ 2288 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101