Устройство формирования и восстановления бинарной голограммы

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистки еских

Республик

496906 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(51) М. Кл.

G 03 Н, 1/22 (22) Заявлено05.08.74 (21) 2049657/26-25 с присоединением заявки №

Гасударственный камнтат

Савата Мнннатраа СССР па делам нзабретений

H 0TKPblTNN (23) Приоритет (43) Опубликовано05.09.77. Бюллетень №3 (46) Дата опубаикоиаиии описаии 26.10.77 (53) УДК772.99 (088.8 ) (72) Авторы изобретения

M. П. Петров, С. И. Степанов и В. И. Белотицкий

Ордена Ленина физико-техническийинститут им. А. Ф. Иоффе(71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ

БИНАРНОЙ ГОЛОГРАММЫ

Изобретение относится к голографии, а именно, к устройству формирования и восстановления бинарной голограммы, и может быть использовано в качестве трехмерного индикатора цифровой вычислительной ма- 5 шины, а также для восстановления изображе-! ния в оптическом диапазоне в неоптической голографии.

В настоящее время известны устройства формирования и восстановления бинарных го- тО пограмм, в которых в качестве носителей используются фотоматериалы (фотоплет фотопластинка) и кристаллы типа KQP, на основе которых создаются плоские электрооптические модуляторы света. При использо- 15 ванин фотоматериалов для формирования бинарной голограммы требуется промежуточный носитель, на который записывается увеличенная картина голограммы. Затем полученная картина фотографически уменьшается, до размеров, обеспечивающих дифракцию света. Увеличенная картина голограммы может отражаться на выходном устройстве вычислительной машины — графопостроителе или электронно-лучевой трубке. Основным недос2 татком I использования фотоматериалов является большая задержка во времени между моментом формирования голограммы и вос- становлением изображения.

Известно также устройство формирования и восстановления бинарной голограммы в реальном масштабе времени, состоящее из блока управления, блока преобразования сигналов о голограмме, носителя голограмааы, оптической схемы и источника когерентцого излучения. В качестве носителя используется тонкая пластина (О 05 см х 1,2 см х

2,4 см) кристалла ДКДР, который нанесен на кристалл СаРа (0,6 см толщиной) для обеспечения механической прочности. Носитель помещен в электронно-лучевую трубку, т.к, запись информации о бинарной голограмме производится сканирующим электронным лучом. Для уменьшения рабочих,напряжений (до 100 B) кристаллы находятся при тем-I пературе 224 К (т.к. температура, Кюри кристалла ДКДР 222 К), максимальное разрешение носителя зависит от температуры s ограничивается величиной электронного пятна. Данное устройство имеет разрешение

496906 — — Блок управления предназдо 20 линий начен для развертывания электронного луча, блок преобразования сигналов о голограмме преобразует информационные сигналы в сигналы записи на носитель. Оптическая схема и источник когерентного излучения, предназначены для восстановления бинарной голограммы, сформированной на носителе.

К недостаткам данного устройства относятся необходимость элементов, обеспечи- 0 ваю1цих низкотемпературный режим работы и термостабилизацию носителя бинарной голограммы; малая разрешающая способность но:сителя (20 линий ); растрескивание крис-1 ПЛ— талла ДКДР при изменении температуры (т.к. Он нанесен на подложку, которая обла-, дает другими физическими свойствами), что нарушает однородность поверхности носителя, а следовательно, ограничивается возможность восстановления изображения по голо- 0 грамме; устройство на основе данного носителя обладает кратковременной памятью, поэтому долговременное хранение бинарной голограммы без повторения циклов записи не%

ВОзмОжно, Цель изобретения — увеличение времени хранения бинарной голограммы и разрешающей способности носителя, упрощение устройства (исключение элементов, обеспечивающих низкотемпературный режим и термостабили30 зад ию носителя ) .:

В предлагаемом устройстве формирования и восстановления бинарной голограммы указанная цель достигается использованием в качестве носителя информации магнитоупс35 рядоченного материала, в котором существуют цилиндрические магнитные домены (ЦМД), Изменение распределения ЦМД в пленке (или пластине) позволяет записать бинар11ую голограмму, Распределение ЦМД создается 40 путем генерирования их управляемым генератором и перемещением их с помощью пермаллоевых аппликаций вращающимся в плоскости пластины магнитным полем. Распределение UMII можно создавать с помощью матрицы проводников, локальным нагревом лучом лазера или другим образом. Магнитооптические свойства носителя позволяют восстановить изображение по бинарной голограмме в проходящем или отраженном свете. Возможность уничтожения ЦМД путем увеличения магнитного поля подмагничивчн1я позволяет многократно использовать. носитель.

Изобретение г <>ясняется чертежом, где

55 изобрлжено ус1тройство формирования и восстанов.1ения бинар11ой голограммы.

Устрс>йство ф (к. нровання и восстановления бинарных голо1 рпмм 1вклк1чает в себя

60 и сит-.ль 1, представ.июшнй собой пластину магнитоупорлдоченного материала, в котором существуют UMll, с нанесенными на нее пермаллоевыми аппликациями и генератором

UMlI; блок управления, который связан с носителем 1 посредством генератора 3 поля подмагничивания и генератора 4 вращающегося магнитного поля; на блок 2 управления по входным шинам 5, 6, 7 соответственно поступают сигналы восстановления голограммы", ".Начала формирования бинарной голограммы, "окончания формирования бинарной голограммы"; блок 8 преобразования, который связан с генератором UMQ„ нанесенным на носитель 1 и на вход которого по шине 9 поступают сигналы о бинарной голограмме; источник 10 когерентного излучения, связанный с блоком 2 управления, который с элементами 11 оптической схемы и носителем 1 образует оптическую схему восстановления бинарной голограммы; потребитель 12 восстановленного с голограммы изображения..

При поступлении сигнала начало формирования бинарной голограммы" на шину 6 блок 2 управления выдает сигнал на генератор 3 поля подмагничивания, по получению которого генератор 3 обеспечивает стирание информации с носителя 1 увеличением, поля подмагничивания, после этого создаются условия, необходимые для стабильного существования ЦМД, Одновременно на выходе блока

2 управления появляется сигнал для генератора 4 вращающегося магнитного поля, после чего устанавливается начальная фаза вращающегося магнитного поля. В результате этого устройство формирования и восстанОвления бинарных голограмм готово к работе.

На шину 9 начинают поступать сигналы о бинарной голограмме, которые блок 8 пре- . образования преобразует в сигналы управления генератором ЦМД, который обеспечивает появление UMlI в соответствующий момент

Э времени, а пермаллоевые аппликации и вращающееся магнитное поле обеспечивают перемещение ЦМД по пластине. После появления на шине 7 сигнала окончания формирования бинарной голограммы" блок 2 управления вырабатывает для генератора 4 вращающего магнитного поля сигнал об окончании его работы. На этом заканчивается процесс формирования бинарной голограммы, в результате которого на пластине из магнитоупорядоченного материала получается распределение IIMll, соответствукнцее бинарной голограмме. При нос:туплении на шину 5 сигнала "восстановление гологpAMMbI блок 2 управления в1,1рабатн1вает сигнал злпуска источника 10 когерентного излуч ния, коTopblff с э!1емептами 1 1 оптической c:õ(!ìû

4969 >î

UHHHHH Заказ 3309/43 Тираж 574 Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 обеспечивает восстановление изображения по бинарной голограмме. Если нет необходимости сразу восстановить голограмму, то она будет сохраняться на пластине, пока включено устройство. 5

Предлагаемое устройство формирования и восстановления бинарной голограммы имеет преимушества перед ранее описанными устройствами формирования и восстановления бинарной голограммы, т.к. это устройст-10 во позволяет оперативно восстановить изображение по информации о бинарной голограмме (ввод информации на носитель может производиться по нескольким каналам, в то время, как по одному каналч скорость ввода 15

6 бит информация составляет 1 0: соответственно при параллельном вводе N 10 -, где и — число каналов)> физические свойства магнитоупорядоченных материалов позволяютсохранять голограмму на носителе неог20 раниченно долго или стирать ее в необходи-. мый момент времени (время переключения порядка сотен наносекунд) — это позволяет многократно использовать носитель; данное

° зк устройство надежно работает в шинн>ком диапазоне температур без необходимости т. рО моизоляции отдельных его узлов (от -40 ( о до +40 С); использование материалов с

UMQ микронных и субмикронных размеров . илий позволяет получить разрешение до 100 мм и выше.

Формула изобретения

Устройство формирования и восстановления бинарной голограммы, состояшее из блока управления и блока преобразования информации о голограмме в сигналы записи на носитель и оптической схемы для восстановления голограммы, о т л и ч а ю— ш е е с я тем, что, с целью увеличения времени хранения бинарной голограммы и . разрешаюшей способности носитрля голограм1 мы, носитель голограммы выполнен из магнитоупорядоченного материала с цилиндрическими магнитными доменами, например из ,редкоземельных ферритов-гранатов.