Устройство мультиплексирования микроголограмм в системе оптико-голографической памяти



Владельцы патента RU 2473944:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (RU)

Устройство включает лазер, светоделитель, разделяющий излучение лазера на две части, одна из которых используется для формирования предметного пучка и включает матричное устройство ввода информации и фурье-преобразующий объектив, другая - для формирования опорного пучка необходимой конфигурации при перпендикулярном падении опорного пучка на поверхность регистрирующей среды, механизм поворота регистрирующей среды с осью поворота, совпадающей с осью опорного пучка. В опорном пучке введен пространственный модулятор света, позволяющий производить селективные запись и восстановление изображений страниц данных за счет фазового кодирования опорного пучка. Технический результат - увеличение плотности записи информации благодаря значительному увеличению числа субголограмм в составе мультиплексной голограммы. 1 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к голографическим системам записи информации.

Уровень техники

Известны устройства записи мультиплексных голограмм, работающие в составе систем топографической записи и воспроизведения информации. Эти устройства включают источник когерентного оптического излучения (лазер), светоделитель, разделяющий излучение лазера на две части, одна из которых используется для формирования предметного пучка и содержит по ходу лучей перед регистрирующей средой оптические элементы для расширения пучка излучения и записывающую головку в составе матричного устройства для ввода записываемой информации и фурье-преобразующего объектива, другая часть используется для формирования опорного пучка и содержит оптические элементы для обеспечения необходимой конфигурации опорного пучка в области записи информации на регистрирующей среде, при этом многократная запись (мультиплексирование) голограмм в области сведения пучков на одном участке регистрирующей среды производятся с использованием отклоняющих устройств, установленных в предметном [1] или опорном пучках [2] и обеспечивающих изменение относительного углового положения предметного и опорного пучков для записи каждой из единичных голограмм (субголограмм) в составе мультиплексной голограммы. В устройстве записи мультиплексных голограмм [3] опорный пучок направляется перпендикулярно поверхности регистрирующей среды, и при неизменном относительном положении предметного и опорного пучков мультиплексирование производится с применением устройства линейного смещения регистрирующей среды в плоскости, параллельной поверхности среды, на величину, существенно меньшую по сравнению с размерами записываемой голограммы. Недостатком этих устройств является необходимость использования в качестве регистрирующих материалов 3-мерных (толстых) фоточувствительных сред, обеспечивающих необходимую высокую угловую селективность записанных субголограмм по отношению к считывающему пучку и, соответственно, их раздельное восстановление. Такие регистрирующие материалы в настоящее время являются относительно дефицитными и дорогими. Свойством рассмотренных выше устройств записи является возможность на стадии воспроизведения информации только последовательного восстановления изображения с каждой из субголограмм путем изменения углового положения считывающего пучка относительно регистрирующей среды [1, 2] либо путем линейного смещения регистрирующей среды относительно считывающего пучка [3]. Это определяет сложность конструкций устройств и ограничивает скорость воспроизведения информации.

В качестве прототипа принято наиболее близкое по технической сущности к заявляемому - устройство записи мультиплексных голограмм [4], в котором опорный пучок направляют перпендикулярно поверхности регистрирующей среды, и при неизменном относительном положении предметного и опорного пучков мультиплексирование производят путем поворота регистрирующей среды с осью поворота, совпадающей с осью опорного пучка. Устройство обеспечивает запись мультиплексных голограмм с использованием тонких фоточувствительных сред, а на стадии воспроизведения информации в устройстве считывания - одновременное восстановление изображений со всех субголограмм в составе мультиплексной голограммы.

Недостатком устройства является то, что опорный пучок имеет плоский волновой фронт. В этом случае не используется возможность модуляции опорного пучка с целью увеличения селективности записи и восстановления изображений страниц данных за счет фазового кодирования опорного пучка. При записи это существенно ограничивает число субголограмм в составе мультиплексной микроголограммы и, соответственно, плотность записи информации.

Раскрытие изобретения.

Задачей изобретения является создание устройства мультиплексирования микроголограмм в системе оптико-голографической памяти с устранением отмеченного выше недостатка прототипа.

Техническим результатом изобретения при записи на регистрирующем материале с тонким фоточувствительным слоем является запись мультиплексных микроголограмм с существенным увеличением плотности записи информации благодаря значительному увеличению числа субголограмм в составе мультиплексной микроголограммы.

Технический результат достигается за счет того, что в устройстве мультиплексирования микроголограмм, содержащем лазер, светоделитель, разделяющий излучение лазера на две части, одна из которых используется для формирования предметного пучка и содержит по ходу лучей перед регистрирующей средой оптические элементы для расширения пучка излучения и записывающую головку в составе матричного устройства для ввода записываемой информации и фурье-преобразующего объектива, другая часть используется для формирования опорного пучка и содержит оптические элементы для обеспечения необходимой конфигурации волнового фронта опорного пучка в области записи информации на регистрирующей среде при перпендикулярном падении опорного пучка на поверхность регистрирующей среды, в опорном пучке введен пространственный модулятор света, позволяющий производить селективные запись и восстановление изображений страниц данных за счет изменения пространственного распределения фазы в опорном пучке. Это позволяет существенно увеличить плотность записи информации благодаря значительному увеличению числа субголограмм в составе мультиплексной микроголограммы.

На фиг.1 представлена оптическая схема предлагаемого устройства записи мультиплексных голограмм.

Осуществление изобретения

В соответствии с фиг.1 излучение лазера 1 после прохождения через окно затвора 2, обеспечивающего необходимое время экспонирования фоточувствительного слоя, светоделителем 3 (амплитудным светоделителем) делится на предметный и опорный пучки света. Предметный пучок после отражения плоским зеркалом 4, обеспечивающим нужную конфигурацию оптической схемы, проходит через узел фильтрации и расширения в составе микрообъектива 5 и точечной диафрагмы 6 и поступает в записывающую головку в составе фурье-преобразующего объектива (ФПО) 7 и матричного пространственно-временного модулятора света (ПВМС) 8. При подаче на вход ПВМС массива информации в электронном виде в окне ПВМС образуется соответственно промодулированное поле излучения, частотный спектр которого формируется в плоскости изображения диафрагмы 6 ФПО 7 в непосредственной близости от поверхности фоточувствительного слоя на регистрирующей пластинке 13. Опорный пучок за светоделителем 3 после прохождения микрообъектива 9 и точечной диафрагмы 10 расширяется и фильтруется и затем коллимируется объективом 11. После коллимирующего объектива 11 установлен пространственный модулятор света 17, задающий форму волнового фронта опорного пучка. Голографическую запись информации осуществляют путем регистрации поля интерференции фоточувствительной средой на пластинке 13 в области пересечения предметного и опорного пучков на площади, ограниченной диафрагмой 12. Запись субголограмм, составляющих отдельную мультиплексную голограмму, осуществляют путем пошагового поворота фотопластинки с осью поворота, совпадающей с осью опорного пучка, с помощью трехкоординатного столика, на котором закрепляют фотопластинку. Нижняя часть столика 16, являющаяся поворотной, обеспечивает необходимую угловую координату φ субглограммы, две верхние части 14 и 15 обеспечивают смещение фотопластинки в плоскости, совпадающей с ее поверхностью по координатам Х и У, определяя таким образом положение мультиплексной голограммы в общем массиве мультиплексных голограмм на поверхности фотопластины.

За счет использования пространственного модулятора света 17 при записи информации можно в 2…4 раза увеличить число субголограмм в составе мультиплексной микроголограммы. На модулятор выводятся двумерные коды, которые переводятся им в модуляцию фазы по сечению опорного пучка. Страницы данных с мультиплексных микроголограмм, записанных с разными кодами в опорном пучке, могут быть селективно восстановлены, используя соответствующим образом закодированный восстанавливающий пучок.

Считывание информации осуществляют с помощью многоканальной считывающей головки с числом каналов считывания, равным числу угловых положений фотопластинки при записи мультиплексных голограмм.

Реализация настоящего изобретения обеспечивает возможность работы с применением тонких, в пределе 2-мерных, регистрирующих материалов, в частности материалов с галогенидосеребряными фоточувствительными слоями с обеспечением существенно повышенной относительно прототипа плотности записи информации.

Источники информации

1. Патент США №7209270. Опубл. 24.04.2007.

2. Патентная заявка США 2007/0121184. Опубл. 31.05.2007.

3. Патент США №6958967. Опубл. 25.10.2005.

4. Патент РФ №80968. Опубл. 27.02.2009.

Устройство мультиплексирования микроголограмм в системе оптико-голографической памяти, включающее лазер, светоделитель, разделяющий излучение лазера на две части, одна из которых используется для формирования предметного пучка и включает матричное устройство ввода информации и фурье-преобразующий объектив, другая - для формирования опорного пучка необходимой конфигурации при перпендикулярном падении опорного пучка на поверхность регистрирующей среды, механизм поворота регистрирующей среды с осью поворота, совпадающей с осью опорного пучка, отличающееся тем, что в опорном пучке введен пространственный модулятор света, позволяющий производить селективные запись и восстановление изображений страниц данных за счет фазового кодирования опорного пучка.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам записи и восстановления синтезированных изобразительных голограмм, представляющих собой двумерный массив из элементарных голограмм, каждую из которых записывают путем интерференции пары референтного и сигнального пучков, пересекающихся под некоторым углом, согласованным с углом наблюдения восстановленного изображения.

Изобретение относится к области приборостроения, а более конкретно к устройствам для записи голограмм, в частности к системам записи микроголограмм с использованием лазерного источника когерентного излучения.

Изобретение относится к голографии и предназначено для копирования голограмм и для изготовления голограмм Денисюка. .

Изобретение относится к голографии. .

Изобретение относится к защищенным от подделки документам и касается многослойного защитного элемента с переменным оптическим эффектом и защищенного от подделки документа.

Изобретение относится к ценным изделиям и касается способа формирования идентификационной метки для маркировки ценных изделий и ценного изделия с ее использованием.

Изобретение относится к технологиям обработки цифровых сигналов
Изобретение относится к оптике

Изобретение относится к способу создания защитного элемента и к защитному элементу в виде тела многослойной пленки

Изобретение относится к устройствам для обработки цифровых сигналов, а более конкретно - к устройствам для записи микроголограмм с использованием лазерного источника когерентного излучения. Сущность: оптическое устройство для записи микроголограмм содержит следующие элементы: лазерный источник когерентного излучения, выполненный с возможностью временной модуляции потока; источник некогерентного излучения, выполненный с возможностью временной модуляции потока излучения и работающий синхронно с лазерным источником когерентною излучения; оптическую систему деления исходного пучка на сигнальный и опорные пучки; оптическую систему для формирования сигнального пучка и модулирования его рассчитанным изображением; пространственный модулятор света для модулирования сигнального пучка записываемым изображением; Фурье Линзу, выполненную с возможностью фокусирования падающего на нее модулированного сигнального пучка, вышедшего из пространственного модулятора света, в плоскости светочувствительного материала; оптическую систему для формирования опорного пучка, выполняющую функцию оптической линии задержки опорного пучка, придания формы опорному пучку в плоскости светочувствительного материала и формирования в заданной точке светочувствительного материала равнояркого светового поля; оптическую систему для формирования излучения от источника некогерентного излучения, выполненную с возможностью преобразования и направления излучения от источника некогерентного излучения в заданное место; светочувствительный материал, выполненный с возможностью сохранения картины интерференции сфокусированного модулированного сигнального и опорного пучков; систему механического позиционирования, управляющую взаимным расположением светочувствительного материала и остальных элементов устройства. Технический результат: создание устройства для записи микроголограмм, позволяющего использовать источник лазерного излучения с высокой степенью когерентности и с пониженной мощностью при сохранении требуемого времени экспонирования и повышении качества записываемых голографических изображений. 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Предложено оптическое устройство для параллельного пространственного формирования и записи массивов микроголограмм. Устройство содержит лазерный источник света, оптическое устройство для разделения исходного пучка на сигнальный и опорный, оптическую систему для ограничения и трансформации сигнального пучка, оптическую систему для ограничения и трансформации опорного пучка, светочувствительный материал и систему механического позиционирования. Техническим результатом является повышение скорости записи. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Предложено оптическое устройство для параллельного пространственного формирования и записи массивов микроголограмм. Устройство содержит лазерный источник света, оптическое устройство для разделения исходного пучка на сигнальный и опорный, оптическую систему для ограничения и трансформации сигнального пучка, оптическую систему для ограничения и трансформации опорного пучка, светочувствительный материал и систему механического позиционирования. Техническим результатом является повышение скорости записи. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Предложено оптическое устройство для пространственно-временного формирования и записи микроголограмм. Устройство включает лазерный источник когерентного излучения, узел формирования сигнального пучка, угловой дефлектор, фурье-преобразующий оптический элемент, узел формирования опорного пучка, систему механического позиционирования, устройство электронного управления лазерным источником, дефлекторами и амплитудно-фазовым оптическим элементом и системой механического позиционирования. Техническим результатом является повышение скорости записи полнопараллаксных микроголограмм. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предложено оптическое устройство для пространственно-временного формирования и записи микроголограмм. Устройство включает лазерный источник когерентного излучения, узел формирования сигнального пучка, угловой дефлектор, фурье-преобразующий оптический элемент, узел формирования опорного пучка, систему механического позиционирования, устройство электронного управления лазерным источником, дефлекторами и амплитудно-фазовым оптическим элементом и системой механического позиционирования. Техническим результатом является повышение скорости записи полнопараллаксных микроголограмм. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Предложен cпособ изготовления голографических изображений рисунка. В способе преобразуют изображение рисунка в растр в цифровой форме. Записывают информацию об амплитуде и фазе, характеризующих каждую точку растра как протяженный или точечный излучатель. Рассчитывают параметры записывающего пучка излучения для чего переводят элементы цифрового растра изображения рисунка в цифровой растр будущей голограммы. Рассчитывают картину дифракции в каждой точке будущей голограммы, создаваемую от всей совокупности излучателей. Рассчитывают интерференционную картину, полученную от взаимодействия расчетной картины дифракции с расчетным волновым фронтом от виртуального опорного точечного или протяженного источника излучения, идентичным обращенному реальному волновому фронту источника, который будет использоваться при формировании голографического изображения рисунка. Используют полученный результат в качестве сигнала модуляции пучка излучения, используемого для формирования дифракционной структуры голограммы на носителе, и создают голограмму. Используют построчное сканирование носителя пучком излучения, модулированным по интенсивности, по его диаметру и распределению интенсивности внутри записывающего пятна. Техническими результатами являются уменьшение отклонений геометрии рисунка от заданного, увеличение разрешающей способности надежности записи временного списка дефектов. 3 з.п. ф-лы.

Настоящее изобретение относится к полиуретановой композиции для изготовления голографических сред, включающей компонент записывающего мономера a), содержащий в качестве записывающих мономеров, в пересчете на всю композицию, по меньшей мере, 10% масс. одного или нескольких ненасыщенных уретанов a) из группы соединений формул (I) и (III), а также полимерные соединения или соответствующие предшественники матрицы, образованные из изоцианатного компонента b), реакционноспособного по отношению к изоцианатам компонента c), а также одного или несколько фотоинициаторов d) в качестве матрицы для записывающих мономеров где R независимо друг от друга в каждом случае представляет собой радиационно-отверждаемую группу, а также X независимо друг от друга в каждом случае представляет собой одинарную связь между группами R и C=O или линейный, разветвленный или циклический, содержащий при необходимости гетероатом, и/или, при необходимости, функционально-замещенный углеводородный остаток с 2 до 40 атомов углерода. Также описаны способ изготовления сред для записи визуальных голограмм, применение сред, полученных таким способом и способ записи голограмм. Технический результат заключается в получении полиуретановой композиции, обеспечивающей изготовление безопасных голограмм для использования в оптике во всей видимой области. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 6 пр.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2013-01-27 2013-03-19T05:30:43
Наверх