Способ записи и считывания частотно-селективной оптической информации и устройство для его реализации

 

1, Способ записи и считьгвания частотно-селективной оптической информации , заключающийся при записи в освещении светочувствительного материала с неоднородно уширенной полосой поглощения и способного к фотоиндуцированному образованию провалов в полосе поглощения лазерным излучением, спектральная ширина которого меньше ширины неоднородно уши CE€OF 3J ,fj . X Jf ri;j-j 1 ВлмоттА ренной полосы поглощения светочувствительного материала, и в частотном сканировании лазерного излучения в пределах неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала, а при считьшании - в освещении светочувствительного материала лазерным излучением, спектральная ширина которого меньше неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала, в частотном сканировании лазерного излучения в пределах неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала и в регистрации интенсивности лазерного излучения, прошедшего через светочувствительный О) материал, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности способа, при записи и считьшании частотное скайирование осуществляют приложением к светочувствительному материалу изменяющегося электрического ПОЛЯ .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„Я0„„955812 (51) 4 С 1 t C 13/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3250933/18-24 (22) 20 . 02. 81 (46) 30,03,86.Бюл. № 12 (72) Н. В. Разумова, В.Д. Самойленко и P.È. Персонов (53) 681.327.66 (088.8) (56) Патент США № 3896420, кл. 340-173, опублик. 1976.

Патент США № 4101976, кл. 365-119, опублик. 1978. (54) СПОСОБ ЗАПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ ЧАС ТОТНО-СЕЛЕКТИВНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, (57) 1. Способ записи и считывания частотно-селективной оптической информации, заключающийся при записи в освещении светочувствительного материала с неоднородно уширенной полосой поглощения и способного к фотоиндуцированному образованию провалов в полосе поглощения лазерным излучением, спектральная ширина которого меньше ширины неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала, и в частотном сканировании лазерного излучения в пределах неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала, а при считывании — в освещении светочувствительного материала лазерным излучением, спектральная ширина которого меньше неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала, в частотном сканировании лазерного излучения в пределах неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала и в регистрации интенсивности лазерного излучения, прошедшего через светочувствительный материал, о т л и ч ю шийся тем, что, с целью повышения надежности способа, при записи и считывании частотное скайирование осуществляют приложением к светочувствительному материалу изменяющегося электрического поля .

2. Устройство для,записи и считывания частотно-селективной информации, по п.1, отличающееся тем, что оно содержит последовательно оптически связанные одночастотный лазер, затвор, фильтр, светочувстви955812тельный материал с неоднородно уширенной полосой поглощения и способный к фотоиндуцированному образованию провалов в полосе поглощения, и фотоприемник, генератор напряжения, подключенный к светочувствительному материалу.

Изобретение относится к вычисли,тельной технике и может быть применено в оптических и оптоэлектронных запоминающих устройствах.

Известен способ запоминания оптической информации, использующей частотное измерение для существенного увеличения емкости памяти t 1 .

При этом способе применяют светочувствительный материал с неоднородно уширенной полосой поглощения, способный испытывать селективное оптическое насыщение, а запись информации осуществляют, воздействуя на указанный материал излучением, спектральная ширина которого меньше, чем неоднородная ширина полосы поглощения этого материала. В результате такого воздействия и при перестройке лазера в пределах неоднородно уширенной полосы поглощения материала в этой полосе образуются провалы, соответствующие битам данных в частотном измерении. Записанная информация считывается при ,помощи другого лазера, перестраиваемого по частоте и имеющего меньшую интенсивность излучения.

Однако оптическое насыщение является физическим эффектом, который наблюдается только при высоких интенсивностях излучения, а время жизни провалов, определяющееся временем жизни возбужденного состояния материала, не превышает 10 с.

Это приводит к необходимости постоянного воздействия на материал дополнительным широкополосным лазерным излучением путем помещения материала в резонатор широкополосного лазе. ра, что делает память энергозависимой, или к необходимости испольэовать сложную систему перезаписи данных.

5 !

О l5

Наиболее близким к предлагаемому является способ записи и считывания частотно-селективной оптической информации (.23, основанный на использовании светочувствительного материала с неоднородно уширенной полосой поглощения и способного при воздействии лазерного излучения к образованию провалов в этой полосе, соответствующих битам данных в частотном измерении, запоминаемым в стабильном основном состоянии материала. Запись и считывание информации осуществляется при помощи лазерного излучения, спектральная ширина которого меньше,чем неоднородная ширина полосы поглощения материала по отношению к частоте полосы поглощения в пределах ее неоднородной ширины.

Это явление наблюдается как при высоких, так и при низких значениях интенсивности света и использует основное состояние молекул в отличие от явления оптического насыщения, которое использует возбужденное состояние. Интенсивность света в этом случае влияет только на скорость записи. Примерами материалов, обладающих указанными качествами и пригодными для использования в устройствах записи и считывания информации, являются порфирии и тетразин.

Для записи и считывания информации при указанном способе используются перестраиваемые лазеры с узкой линией генерации и стабилизированной частотой.

Существенным недостатком данного способа является сложность его реализации, что снижает надежность за . писк и считывания информации.

Целью изобретения является повышение надежности способа и устройства

3 для записи и считывания частотно-селективной оптической информации.

Поставленная цель достигается тем что при способе записи и считывания частотно-селективной оптической информации, заключающемся при записи в освещении светочувствительного материала с неоднородно уширенной полосой поглощения и способного к фото индуцированному образованию провалов в полосе поглощения лазерным излучением, спектральная ширина которого меньше ширины неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала, и в частотном сканировании лазерного излучения в пределах неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала, а при считывании— в освещении светочувствительного материала лазерным излучением, спектральная ширина которого меньше неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала, в частотном сканировании лазерного излучения в пределах неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала и регистрации интенсивности лазерного излучения, прошедшего через светочувствительный материал, при записи и считывании информации частотное сканирование осуществляют приложением к светочувствительному материалу изменяющегося электрического поля. Поставленная цель достигается также тем, что устройство для реализации указанного выше способа содержит последовательно оптически связанные одночастотный лазер, затвор, фильтр, светочувствительный материал с неоднородно уширенной полосой поглощения и способный к фотоиндуцированному образованию провалов в полосе поглощения,и фотоприемник, генератор напряжения, подключенный к светочувствительному материалу.

На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства,позволяющего реализовать предложенный способ записи и считывания частот но-селективной оптической информации, на фиг.2 — индуцированные лазерным излучением провалы в неоднородно

955812 4 уширенной полосе поглощения, соответствующие битам данных.

Излучение фиксированной частоты лазера 1 через затвор 2, фильтр 3 и прозрачные для излучения данной частоты электроды 4 попадает на светочувствительный материал 5, а прошедшее через материал 5 излучение регистрируется фотоприемником 6. Излучение лазера 1 имеет интенсивность,, достаточную для того, чтобы вызвать в материале фотоиндуцированную реакцию, которая приводит к образованию в неоднородно уширенной полосе пог15 лощения материала 5 провала на частоте у что и соответствует записи бита данных 7.

При приложении напряжения к электродам 4 в материале 5 создается 0 электрическое поле, которое вызывает смещение полосы поглощения, в результате чего бит 7 данных оказывается на частоте, а на частоте лазера можно записать новый бит 8. Таким образом, биты данных отличаются величиной напряжения, приложенного к материалу во время записи. Для считывания данных достаточно уменьшить интенсивность лазерного излучения, например, фильтром 3, однако уменьшенная интенсивность излучения недостаточна для образования провалов. Изменяя величину напряжения, приложенного к матергалу

5,можно считывать фотоприемником 6 при E=O бит 7 данных, а при Е=Е, бит 8 данных и т.д.

Таким образом, точность адресации битов на частотной шкале и, следо40 вательно, надежность их записи и считывания определяются величиной напряжения, приложенного к электродам 4.Стабилизировать величину этого напряжения значительно проще, чем

45 частоту излучения перестраиваемого лазера.

Преимуществом предлагаемого способа записи и считывания частотноселективной оптической информации

50 является применение лазера с фиксированной частотой генерации,что позволяет снизить технические требования к оптической и регистрирующей частям устройства.

955812

Техред Л.Олейник Корректор А. Тяско

Редактор Т. Янова

Заказ 1629/5

Тираж 545 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4