Устройство записи голографической информации

 

УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМА1-ЩИ, состоящее из лазера, дефлектора, светоделителя, опорного и предметного каналов,регистрирующей среды, блока управления. Предлагаемое изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах накопления, обработки цифровых данных , в частности в ЭВМ с голографической памятью. Известно устройство для изготовления голограмм, состоящее из импульсного источника света, модулятора, фотоносителя, голограммы-светоделителя , средств определения интенсивности светового излучения, дополнительного источника излучения,ячейки Керра, двоякопреломляющей призмы, ротора, транспорта фотоносителя. экспонированием, содержащего электрооптический затвор, расположенный перед регистрирующейсредой, контрольный фотоприемник и устройство управления затвором, причем предметный канал содержит расширитель луча, формирователь страниц, расщепитель, матрицу фотоприемников и объектив, ЭВМ электрически соединена с дефлектором матрицей фотоприемников,формирователем страниц, фотоносителем и устройством управления затвором,о т личающеся тем, что, с целью увеличения надежности записи информации при одновременном увеличении быстродействия, в него введены блоки « кодирования и сравнения, причем входы блока кодирования подключены к (Л ЭВМ, выходы к формирователю страниц и блоку-сравнения, который подсоединен к матрице фотоприемников,устройству управления затвором и ЭВМ. 4 05 Недостатком устройства является СГ5. низкое быстродействие, вызванное тем, 00 что информация записывается последовательно , выбор канала записи, регулировка времени экспозиции осуществляется механически, вращением ротора , синхронизированного с работой транспорта фотоносителя. Кроме того, устройство обладает сложпой конструкцией , так как энергия засветки фотоносителя поддерживается постоянной за счет регулирования интенсивности дополнительного источника излучения. Критерием высокой надежности записи голографической информации яв

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„741668 (5 I ) 5 G 03 Н 1/04 () 1 С 13/04//

//G 11 С 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 2682944/25 (22) 01.)).78 (46) 28.02.9) Бюл. М - 8 (71) Институт электроники АН БССР (72) В.А.Пилипович, С.Г.Шматин, В.К.Кулешов, А.К.Есман и В.Ф.Ярмолицкий (53) 772.99 (088.8) (56) Заявка Великобритании 1) 1344793, кл. G 02 В 27/39, опублик. 1974.

Патент США 1 3755677. кл, G 02 В 27/00, опублик. 1974 °

Sutherlin К.К., Lauer I.P. Olenik R,W.Holoscau: à commercial ho

1оягар1ис RON, "Appl. Opt", 1974, ч.13, )) - б, р, 1345 †13 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, состоящее из лазера, дефлектора, светоделителя, опорного и предметного каналов, регистрирующей среды, блока управления, Предлагаемое изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах накопления, обработки цифровых данных, в частности в ЭВМ с голографи— ческой памятью, Известно устройство для изготовления голограмм, состоящее из импульсноro источника света, модулятора, фотоносителя, голограммы-светоделителя, средств определения интенсивности светового излучения, дополнительного источника излучения, ячейки

Керра, двоякопреломляющей призмы, ротора, транспорта фотоносителя.

2 экспонированием, содержащего электрооптический затвор, расположенный перед регистрирующей средой, контpoJlbHbIH фотоприемник и устройство управления з атвором, причем предметный канал содержит расширитель луча, формирователь страниц, расщепитель, матрицу фотоприемников и объектив, ЭВМ электрически соединена с дефлек- тором матрицей фотоприемников,формирователем страниц, фотоносителем и устройством управления затвором,о т л и ч а ю щ е с я тем, что, с целью увеличения надежности записи информации при одновременном увеличении быстродействия, в него введены блоки кодирования и сравнения, причем вхо— ды блока кодирования подключены к

ЭВМ, выходы к формирователю страниц и блоку сравнения, который подсое,,инеи к матрице фотоприемников, устройству управления затвором и ЭВМ.

Недостатком устройства является

СЬ низкое быстродействие, вызванное тем, что информация записывается последовательно, выбор канала записи, регулировка времени экспозиции осуществляется механически, вращением ротора, синхронизированного с работой транспорта фотоносителя. Кроме того, устройство обладает сложной конструкцией, так как энергия засветки фото— носителя поддерживается постоянной за счет регулирования интенсивности дополнительного источника излучения.

Критерием высокой надежности записи голографической информации яв741668 ляется получение ряда голограмм с идентичными параметрами: дифракционной эффективностью и отношением сигнал/фон. Для того, чтобы получить ми5 нимальные изменения указанных параметров, необходимо обеспечить идентичные условия записи различных голограмм: постоянную энергию засветки фотоносителя, оптимальное и постоянное соотношение интенсивностей опорного и предметного пучков.

Известно устройство для записи голограмм, состоящее из .пазера,плоских и сферических зеркал, голографируемого объекта, нейтрального опти— ческого клина, фотоносителя, 2-х фотоприемников, 2-х логарифмических усилителей, решающего устройства, индикаторного блока и затвора. 20

Недостатки устройства следующие: низкое быстродействие, сложность конструкции, Повышение качества, надежности записываемых голограмм в устройстве достигается усложнением 25 конструкции и снижением быстродействия, так как процесс записи голограмм кроме известных операций, включает дополнительно: измерение интенсивностей опорного и предметного пучков, 30 вычисление интенсивности опорного луча, вычисление времени экспозиции, регулирование интенсивности опорного луча путем перемещения нейтрального оптического клина. Кроме этого, при малых интенсивностях предметного луча в oTIHcBHHoM устройстве существенно увеличивается время экспозиции, снижая быстродействие устройства в целом.

Из известных устройств наиболее близким по техническому решению является устройство, состоящее из лазера, дефлектора, светоделителя, опор-. ного и предметного каналов, регистрирующей среды, блока управления

45 экспонированием, содержащего электрооптический затвор, расположенный перед регистрирующей средой, контрольный фотоприемник и устройство управления затвором, ЭВМ, причем

50 предметный канал содержит расширитель луча, формирователь страниц, расшепитель, матрицу фотоприемников и объектив, ЭВМ электрически соединена с дефлектором, матрицей фотоприемников, формирователем страниц, фотоносителем и устройством управле/ ния затвором.

Недостатки описанного устройства: низкая надежность и быстродействие записи, вызванные тем, что при записи страницы с небольшим количеством логических единиц существенно уменьшается интенсивность предметного пуска, вызывая увеличение времени экспозиции и изменение соотношения интенсивностей пучков. Тем самым в устройстве соотношение интенсивностей опорного и предметного пучков может существенно отличаться от оптимального. Сравнение информации,передаваемой в формирователь страниц и считываемой с матрицы фотоприемников,.происходит в ЭВМ медленнодействующими программными средствами: записываемая страница информации дважды передается по каналам связи ЭВМ.

Кроме того, оптическая схема устройства не позволяет использовать быстродействующие немеханические средства отклонения лазерного луча.

Цель предполагаемого изобретения — увеличение надежности записи информации при одновременном увеличении быстродействия за счет увеличения средней интенсивности предметного пучка, выбора оптимального соотношения интенсивностей опорного, предметного пучков и поддержания его на одном уровне, ускорения всех этапов записи голограммы, Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены блоки кодирования и сравнения, причем входы блока кодирования подключены к 3ВМ, выходы — к формирователю страниц и блоку сравнения который подсоединен к матрице фотоприемников, устройству управления затвором и ЭВМ.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где лазер 1, узел 2 откло-. нения луча лазера, плоское полупрозрачное зеркало 3, плоское глухое зеркало 4, расширитель объектного пучка 5, формирователь 6 страниц,матрица фотоприемников 7 (МФ), расщепитель 3, объектив записи 9, затвор 10, фотоноситель 11,линзовая система 17, контрольный фотоприемник 13 (КФ),устройство управления затвором 14 (УУЗ), блок 15 сравнения, транспорт фотоносителя 16, блок 17 преобразования информации (блок кодирования), ЭВМ 18.

Узел отклонения луча лазера 2 может быть электрооптическим акустооптическим или механическим (шлейфовым-галь741668!

l5

5 ванометрическим, пьезоэлектрическим) дефлектором.

Блок 15 сравнения и блок 17 коди— рования — логические устройства,собранные на интегральных схемах,реализующие алгоритмы сравнения и кодирования.

Работает устройство записи голографической информации следующим образом.

Страница накапливаемых данных пословно поступает из ЭВИ 18 в блок кодирования. 17, в котором страница входных данных а, преобразуется в

1,! страницу перекодированных данных

Ъ, в соответствии с алгоритмом

Ь =а, ®Х, Ь = b, Q+a< . (I) 6 блок 17 кодирования на вход блока 15 сравнения (б ез передачи в формиров атель 6 страниц) . Если формирователь страниц 6 правильно промодулировал объектньгй пучок, то из блока 15 сравнения подается сигнал об этом в

ЭВМ 18, и из ЭВ!! 18 передается кодовая комбинация в узел отклонения луча лазера 2, тем самым выбирается канал записи и по сигналу из ЭВ!1 УУЗ

14 открывает затвор 10. Объектный и опорный лучи,интерферируя, воздействуют на фотоноситель 11 и часть опорного луча, проходя через фотоноситель 1 линзовой системой 12 фокусируется на КФ 13, сигнал с которого, пропорциональный интенсивности з асветки, поступает в УУЭ 14. В соответствие с интенсивностью опорного ь„ À-1,) ® Л,1 где Х вЂ” кодовое слово данного ал1 горитма, задающее распределение логических единиц в перекодированной странице.

Преобразованные данные пословно из блока кодирования 17 поступают на вход формирователя страниц 6 и блока 15 сравнения, Одновременно иэ

ЭВ!! 18 подается кодовое слово 110 в узел отклонения луча лазера 2 и объективный луч освещает формирователь страниц 6 так, что страница формируемых данных совмещается при отражении от расщепителя 8 с решет— кой фотоприемных элементов МФ 7. Из

ЭВИ 18 поступают синхроимпульсы как в формирователь 6 для страниц после— довательного размещения слов, так и на 1!Ф 7 для последовательного считывания слов в сформированной стра— нице. Информация из ИФ 7 поступает в блок 15 сравнения и пословно проверяется в нем на совпадение с данными, передаваемыми в формирователь 6 страниц. Если быстродействие формирователя 6 страниц не позволяет ука— эанную проверку правильности его функционирования осуществить в процессе передачи информации, то сравнение переданных электрических и сформированных оптических сигналов можно осуществить после переключения формирователя страниц 6. Для этого передается на ЭВМ 18 серия синхроимпульсов в МФ 7 и повторно поступает входная страница данных из ЭВМ 18 через

4(45 личивается В л 2 раза их разброс

55 луча выбирается длительность экспонирования фотоносителя так, чтОбы энергия засветки соответствовала линейной регистрации голограммы. Сигнал конца экспонирования вырабатывается в УУЗ 14, передается в ЭВМ 18 и определяет момент запирания затвора

10, Тем самым может быть начат цикл записи следующей голограммы.

Устройство позволяет благодаря введению блока кодирования и блока сравнения увеличить надежность записи информации и быстродействие.

Статистическое моделирование алгоритма на ЭЗМ показало, что при изменении количества логических единиц во входной странице а в пределах

1,)

0-1007, разброс количества логических единиц в странице Ь, составляет

50 57 при значении Х = 0,1,0...0,1

3 и четном j . .После преобразования входных страниц данных в соответствии с алгоритмом (I) среднее значение количества логических единиц увеуменьшается в 5 раз. Поэтому интенсивность предметного луча увеличивается .(сокращая время экспозиции), а заданное с помощью плоского полупрозрачного зеркала оптимальное соотношение между интенсивностями опорного и предметного пучков сохраняется в процессе работы устройства, тем самым дифракционная эффективность и отношение сигнал/фон записываемых голограмм не изменяется, увеличивая надежность записи.

Введение блока сравнения также позволяет существенно ускорить one741668 и п

Со став и тель А. Силаев а

Техред М.Дидык

Редактор Л.Письман

Корректор M.Èàðîøè

Заказ 869 Тираж 288 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

ЧЯ, Производственно-издательский комбинат "Патент". r.ужгород, ул. Гагарина, 101 рацию сравнения передаваемых на ЭВМ и записываемых данных, уменьшить в

2 раза нагрузку на каналы ввода-вы/ вода ЭВМ, так как информация, считы ваемая с МФ, не вводится в ЭВМ.