Голографическое запоминающее устройство

 

ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее источник излучения, оптический выход которого через блок адресации луча связан с входом первого блока формирования луча, второй блок фop шpoвaния луча, выход которого через последовательно расположенные управляемьй транспарант, блок рэндомизации и первьй блок фокусировки луча оптически связан с входом управляемого мультиплицирукяцего блока, на каждом оптическом выходе которого установлен третий блок формирования луча, оптически связаиньй с носителем информа ции , вторые блоки фокусировки по числу оптических выходов управляемого мультиплицирующегоблока, выход каждого из которых через блок оптической связи и проекционный-0лок связан с соответствуиицим входом блока обработки информации, блок управления, выходы которого подключены к источнику излучения, блоку адресации луча, управляемому тра:нспаранту, управляемому мультиплицируннцему блоку, носителям информации, блок обработки информации , отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены управляемый светоделитель, четвертый блок формирования луча, блок формирования опорного луча, блок сведения лучей, переключатель поляризации, пятые блоки формирования.луча по числу оптических вькодов управляемого мультиплицируннцего блока, блоки блокировки опорного луча по числу оптических выходов управляемого мультиплицирующего блока, формирователь управляющих сигналов, причем выход первого блока формирования луча связан с входом управляемого светоделителя, первый оптический выход которого через четверт ый. блок формирования луча оптически связан с первым входом блока сведения лучей, второй оптический вьрсод управляемого светоделителя через блок формирования опорного луча связан с вторым входом блока сведения лучей, выход которого через последовательно расположенные второй блок формирования лучей и переключатель поляризации оптически связан с первым блоком фокусировки луча, оптический выход каждого носителя информации через соответствующие пятый блок формирования луча и блок блокировка опорного луча связан с входом соответствукщего второго блока фокусировки луча, выхЬд блока управления через формирователь управляющих сигналов подключен к управляющему светоделителю.

Союз СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕО 1УБЛИН (19) () )) (5))4 G 11 С 11 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3259258/18-24 (22) 12.03.81 (46) 15.08.85. Бюл. N- 30 (72) А.А.Вербовецкий и В.Б.Федоров (53) 68 1.327.66 (088.8)

\ (56) 1.Applied Optics 1974, ч.13, У 4, р. 803.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке ))- 2655748/18-24, кл. С 11 С 11/42, 26.06.81. (54)(57) ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ ОПЕРАТИВНОЕ

ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее источник излучения, оптический выход которого через блок адресации луча связан с входом первого блока формирования луча, второй блок формирования луча, вьмод которого через последовательно расположенные управляемый транспарант, блок рэндомизации и первый блок фокусировки луча оптически связан с входом управляемого мультиплицирующего блока, на каждом оптическом выходе которого установлен третий блок формирования луча, оптически связанный с носителем информации, вторые блоки фокусировки по числу оптических выходов управляемого мультиплицирующего блока, выход каждого из которых через блок оптической связи и проекционный блок связан с соответствующим входом блока обработ ки информации, блок управления, выходы которого подключены к источнику излучения, блоку адресации луча, управляемому транспаранту, управляемому мультиплицирующему блоку, носи-. телям информации, блок обработки информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности устройства, в него введены управляемый светоделитель, четвертый блок формирования луча, блок формирования .опорного луча, блок сведения лучей, переключатель поляризации, пятые блоки формирования луча по числу оптических выходов управляемого мультиплицирующего .блока, блоки блокировки опорного луча по числу оптических выходов управляемого мультиплицирующего блока, формирователь управляющих сигналов, причем выход первого блока формирования луча связан с входом управляемого светоделителя, первый оптический выход которого через четвертый блок формирования луча оптически связан с первым вхо.дом блока сведения лучей, второй оп- тический выход управляемого светоде;, лителя через блок формирования опорного луча связан с вторым входом блока сведения лучей, выход которого через последовательно расположенные второй блок формирования лучей и переключатель поляризации оптически связан с первым блоком фокусировки луча, оптический выход каждого носителя информации через соответствую" щие пятый блок формирования луча и блок блокировки опорного луча связан с входом соответствующего второго блока фокусировки луча, выход блока управления через формирователь управлянщих сигналов подключен к управляющему светоделителю.

j 967207

Предлагаемое изобретение относится к области вычислительной техники д и может быть использовано в системах сперативной обработки больших массивов информации.

Известно голографическое оперативное запоминающее устройство (ГОЗУ) (1j, содержащее источник излучения, блок .адресации луча, муль — 10 типликатор изображения, оптические системы, носители информации, управляемые транспаранты, матрицы гололинз, фотоприемные блоки. Основными недостатк,ими данного устройства яв- !5 ляются невысокая его надежность, связанная с наличием большого количества (равного коэффициенту мультипликации) управляемых транспарантов, фотоприемных блоков и матриц голо- 2О линз, а также относительно небольшая его информационная емкость.

Наиболее близким техническим решением является многоканальное ассо- >5 циативно-адресное оптическое запоминающее устройство (2), содержащее источник излучения, оптический выход которого через блок адресации луча связан с входом первого блока форми- 30 рования луча, второй блок формирования луча, выход которого через последовательно расположенные управляемый транспарант, блок рэндомизации и первый блок фокусировки лучей свя- 35 зан с оптическим входом управляемого мультиплицирующего блока, каждый оптический выход которого через третий блок формирования лучей связан с оптическим входом носителя информации, вторые блоки фокусировки луча по числу оптических выходов мультиплицирующего блока, выход каждого из которых через соответствующий блок оптической связи и проекционный 415 блок связан с соответствующнм оптическим входом блока обработки информации, и блок управления, выходы которого подключены к истбчнику излучения, блоку адресации луча, управ-50 ляемому транспаранту, управляемому мультиплицирующему блоку, к каждому носителю информации, блоку обработки информации. Основным недостатком этого устройства является относительно 55 невысокая его надежность, связанная с "точечным" методом хранения информации.

Цель изобретения — повышение наежности устройства за счет хранения нформации на голограммах.

Цель достигается тем, что в голорафическое оперативное запоминающее устройство введены управляемый светоделитель, четвертый блок формирования луча, блок формирования опорного луча, блок сведения лучей, блок переключателя поляризации, пятые блоки формирования луча по числу оптических выходов управляемого мультиплицирующего блока, блоки блокировки опорного луча по числу оптических выходов мультиплицирующего блока, формирователь управляющих сигналов, причем выход первого блока формирования луча связан с оптическим входом управляемого светоделителя, первый оптический выход которого через четвертый блок формирования луча связан с первым входом блока сведения лучей, второй оптический выход управляемого светоделителя через блок формирования опорного луча свя зан с вторым входом блока сведения лучей, выход которого через последовательно расположенные второй блок формирования лучей, блок переключателя поляризации и первый блок фокусировки луча связан с оптическим входом управляемого мультиплицирующего блока, оптический выход каждого носителя информации через соответствующий пятый блок формирования луча и блок блокировки опорного луча связан с соответствующим входом второго блока фокусировки луча, выход блока управления через формирователь управляющих сигналов подключен к управляемому светодели- телю.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства.

В состав голографического оперативного запоминающего устройства входят источник излучения 1, блок адресации луча 2, блок формирования луча З,управляемый светоделитель 4, блок формирования луча 5, блок формирования опорного луча 6, блок сведения лучей 7, блок формирования лучей 8, управляемый транспарант (УТ) 9, блок переключателя.поляризации 10, блок рэндомиэации 11, первый блок фокусировки лучей 12, управляемый мультиплицирующий блок (УМБ) 13, блоки формирования лучей

967207

Блок сведения лучей 7 обеспечивает направление, сигнальных и опорных пучков на блок формирования лучей 8.

Блок 7 может быть выполнен, например, в виде светоделительного поляризованного куба, а блок 8 . — в виде объектива.

Управляемый транспарант 9 осуществляет пространственно-временную моду10 ляцию проходящих световых пучков в соответствии с кодом, предназначенным для записи информации. з

14, носители информации . 15, блоки . формирования лучей 16, блоки блокировки опорного луча 1 7, вторые блоки фокусировки луча 18, блоки оптической связи 19, проекционные блоки 20, блок обработки информации (БОИ) 21., блок управления (БУ) 22,, формирователь управляющих сигналов (ФУС) 23.

Источниками излучения 1 могут быть, например, лазеры, а в качестве блока адресации луча 2 могут использоваться, например, электрические дефпекторы, Блок формирования луча 3 может быть выполнен, например, в виде объектива.

Управляемый светоделитель 4 или расщепляет световой пучок на сигналь" ный и опорный, или направляет весь световой пучок только в канал опорного пучка. Блок 4 может состоять, например, иэ поляризационного светоделительного куба, пропускающего или отражающего световые пучки в зависи- 2 мости от ориентации плоскости поляризации света, перед входной плоскостью которого расположен переключатель поляризации. Переключатель поляризации, при подаче на него напряжения, может поворачивать плоскость поляризации проходящего света

C или на 90, или создавать эллиптическую поляризацию.

Блок формирования луча 5 обеспечи- 3g вает освещение управляемого транспаранта 9 под разными углами. Блок 5 может быть выполнен, например, на основе линзо-растровой оптики или расщепителя светового луча, например 40 на основе двулучепреломпяющих элементов или голографического, расщепляющего луч на множество пучков, число которых равно полному числу рабочих ячеек управляемого транспаран- 45 та 9.

Блок формирования опорного луча 6 обеспечивает совмещение опорного и сигнального пучков по всей поверхности каждого носителя информации 15. 50

Блок 6 направляет все опорные пучки через блок 7 в блох 8 под разными углами так, что они проходят через один и тот же входной зрачок блока переключателя поляризации 10. Блок 6 у может быть выполнен, например, на основе объективов и поворотных эле- . ментов.

Блок переключателя поляризации 10 ориентирует плоскость поляризации опорного пучка параллельно сигнальному. Он может быть выполнен, например, на основе электрооптических или жидкокристаллических элементов.

Блок рэндомизации 11 обеспечивает равномерное распределение света по полю голограммы. Елок 11 может быть выполнен, .например, на основе жидких кристаллов.

Первый блок фокусировки лучей 12 осуществляет фурье-преобразование входной страницы информации (УТ-9) и может бьггь выполнен в виде объектива.

Управляемый мультиплицирующий блок

13 осуществляет, например., направление изображения УТ-9 на любой носитель информации 15 и можег быть вьг. полнен на основе управляемых полукубических систем (21 .

Каждый блок формирования луча 14 о еспечивает направление сигнального б пучка по нормали к соответствующему носителю 15 и может быть выполнен, например, в виде объектива.

Каждый носитель .информации 15 выполнен, например, на основе магнитооптических материалов или любой подходящей среды, допускающей оптическую оперативную запись, считывание и стирание голограмм.

Блоки формирования лучей 16 предназначены для совмещения считывающих пучков на соответствующих блоках 17.

Блок 16 может состоять, например, иэ двух объективов, находящихся взаимно в фокальных плоскостях друг друга.

Каждый блок фокусировки луча 18 выполнен, например, в виде объектива.

Каждый блок оптической связи 19 вьптолнен, например, в виде матрицы волоконных световодов.

967207

1О

Проекционные блоки 20 выполнены, например, в виде коллективных объективов.

Блок 21 осуществляет обработку ин5 формации, считанной с любой голограммы.

Блок управления 22 управляет различными режимами обработки информации.

Голографическое оперативное запоминающее устройство работает следующим образом.

В режиме записи источник излучения 1 направляет световой пучок на блок адресации луча 2, который по ко.манде БУ-. 22 устанавливает его в положение, соответствующее адресу участка на соответствующем носителе информации 15, на который должна записываться голограмма. Световой пучок, выходящий из блока адресации луча 2, формируется блоком 3 и поступает на управляемый светоделитель 4. Управляемый светоделитель 4 расщепляет 25 световой пучок на сигнальный и опорный.

Сигнальный пучок формируется блоком формирования луча 5 и освещает через блоки 7 и 8 управляемый транс- Зо парант 9. На УТ-9 отображается код записываемой информации., поступающий по команде БУ-22 из любого внешнего источника информации. (например, ЗУ любого типа, процессора и т.д.). По команде БУ-22 блок 11 формирует для отображенного на УТ-9 кода рэндомизирующую маску случайной фазы.

Опорный пучок, пройдя блок форми- . рования опорного луча 6, через блоки

7 и 8 поступает на блок переключателя поляризации 10. Блок 10 поворачивает плоскость поляризации опорr ного пучка, например, на 90, уста. навливая ее параллельно плоскости поляризации сигнального пучка.

Сигнальный и опорный пучки одновременно через первый блок фокусировки лучей 12 поступают на вход управляемого мультиплицирующего блока 13.

По команде БУ-22 на УИБ-13 подается код адреса соответствующего носите- ля 15, на который должна записывать ся информация. Этот код "открывает" соответствующий канал в УИБ-13, по которому сигнальный и опорный пучки поступают с входа УИБ-13 на выбранный выход. Через соответствующий четвертый блок формирования лучей сигнальный и опорный пучки освещают участок выбранного носителя информации 15, соответствующий адресу, заданному блоком адресации луча 2. Интерференционная картина сигнального и опорного пучков представляет собой фурье-голограмму изображения кода, отображенного на УТ-9. На выбранный носитель информации 15 по команде

БУ-22, например, подается сигнал, разрешающий запись. По окончании записи голограммь1 сигнал, разрешающий запись, снимается.

В режиме считывания блок адресации луча 2 по команде БУ-22 устанавливает световой пучок в положение, соответствующее адресу голограммы на выбранном носителе 15, с которой должна считываться информация. Управляемый светоделитель 4 по команде

БУ-22 направляет весь световой пучок только в канал опорного пучка. Считывающий пучок проходит оптическую систему опорного канала и освещает выбранную голограмму на носителе информации, адрес которого определяется кодом, поданным с БУ-22 на УИБ-13.

Восстановленное с голограммы изображение поступает через блоки 16-20 в выходной, блок, где обрабатывается известными схемами.

Считывающий пучок, прошедший . сквозь голограмму без дифракции, каждым пятым блоком формирования лучей

16 проецируется. на соответствующий блок блокировки считывающего луча 17, блокируется им и не мешает обработке восстановленного с голограммы изоб-ражения.

В режиме стирания голограммы управляемый светоделитель 4 направляет стирающий пучок только в канал опорного пучка, а на носитель информации 15 по команде БУ-22, например, подается сигнал, разрешающий стирание. По окончании стирания голограммы сигнал, разрешающий стирание, например, снимается.

Использование предлагаемого устройства в вычислительной технике позволит осуществлять обработку информации по массиву 10 -10 дв.зн., и более чем в 100 раз увеличить надеж ность запоминающих устройств.

Корректор О.Тигор

Редактор О.Юркова Техред А.Бабинец

Заказ 5764/2 Тираж 584

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

7 967207 8

Создание электронного аналога та- ным иэ-за сложности, технических трудкой памяти не представляется возмож- ностей ислишком высокой стоимости.