Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
простирается, по-видимому, гораздо дальше возможности создания сверхплотной памяти, нечувствительной к повреждению ее отдельных участков. В упомянутой работе ван Хирдена показано, что трехмерная голограмма может быть безопорной и что ей, как и мозгу, присуще свойство ассоциативной памяти.
Схему получения и восстановления трехмерной безопорной голограммы, т. е. такой, при записи которой не используется опорная волна, можно также уяснить из рис. 9. В этом случае при записи на голограмме регистрируется только излучение самого объекта, например стрелки Ot, при этом опорная волна отсутствует. Излучение каждой точки объекта, интерферируя с излучением всех его остальных точек, запишет в объеме голограммы множество пространственных гармоник, отличающихся значением пространственного периода и ориентацией в пространстве (гармоники а, ?, Y на рис. 9). ,
Такая голограмма восстанавливается излучением от какой-либо отдельной части записанного на ней объекта, например из- 8. Сверхплотная и ассоциативная память
715
лучением точек острия стрелки Oi. Излучение каждой из таких точек в силу селективных свойств объемных пространственных гармоник будет взаимодействовать только с теми гармониками, в формировании которых это излучение участвовало во время записи 1J. При этом, поскольку излучение любой из точек острия стрелки взаимодействовало с излучением всех остальных точек стрелки, каждая из точек острия восстановит изображение всей стрелки в целом. Эти изображения, складываясь, усиливают друг друга, и в результате образуется единое яркое изображение стрелки. Таким образом, по отдельной части записанной на ней сцены (по острию стрелки) голограмма «вспомнила» всю сцену, т. е. восстановила изображение всей стрелки.
Замечательной особенностью этого на первый взгляд простого процесса является то, что он весьма схож с ассоциативной памятью. Любой человек пользуется этим фундаментальным свойством мозга: коснулся нашего слуха небольшой отрывок полузабытой мелодии — и вот уже вспомнилась вся песня, принес ветер какой-то аромат — и в памяти возникает образ цветка.
Аналогия между трехмерной голограммой и мозгом весьма глубока и далеко не ограничивается лишь свойством ассоциативной памяти. В качестве примера иного свойства человеческого мозга, которым может обладать голограмма, следует упомянуть операцию, напоминающую «концентрацию внимания» [32]. Этот эффект имеет место при считывании голограммы, записанной в динамической среде, реагирующей на свет непосредственно в момент его воздействия. При восстановлении такой голограммы восстановленная волна, проходя далее через объем голограммы, начинает снова записываться, что приводит к усилению записи и постепенному «раз-горанию» восстановленного изображения.
Однако рассмотренные выше свойства трехмерной голограммы, позволяющие моделировать некоторые функции головного мозга, пока не нашли практического применения в основном из-за отсутствия светочувствительного материала, обладающего необходимыми качествами. Первоначально глубокие трехмерные голограммы пытались регистрировать на щелочно-галогенидных кристаллах [6, 33], а затем на кристаллах ниобата лития [341. Однако следует заметить, что в том и другом случае запись не фиксируется, поэтому при считывании голограммы записанная на ней информация быстро стирается под действием считывающего излучения.
В самое последнее время перед голограммами с глубокой записью в трехмерной среде открылись широкие перспективы практического использования в связи с появлением нового светочувствительного материала «реоксан», который был предложен в 1978 г. советскими физиками Г. И. ,Пашковым и В. И. Сухановым [35—37].
1J Двумерные пространственные гармоники не обладают селективными свойствами, и поэтому двумерная голограмма не может быть безопорной. 716 Дополнение. Голография в трехмерных средах
В основе механизма светочувствительности этого материала лежит так называемая сенсибилизированная реакция фотоокисления, а фазовая модуляция осуществляется за счет использования дисперсионных соотношений Крамерса — Кронинга. В общих чертах схема записи в этом случае сводится к тому, что сенсибилизатор, поглощая свет в видимой части спектра, инициирует химические реакции, вызывающие изменение показателя поглощения в ближнем ультрафиолете, что в соответствии с соотношениями Крамерса — Кронинга приводит к изменению показателя преломления в видимой области спектра.
Светочувствительные компоненты реоксана растворены в полимерной матрице (органическом стекле), которая перед экспозицией насыщается кислородом на глубину до 3 мм; на этой глубине матрица становится светочувствительной. После экспозиции кислород удаляется, и слой теряет светочувствительность. Таким способом осуществляется фиксирование. При необходимости слой можно снова пропитать кислородом и затем записать на нем дополнительную информацию. Предыдущая запись при этом не стирается.
Уже первые эксперименты показали, что на одном и том же участке поверхности реоксана можно записать несколько десятков голограмм [38]. Таким образом, в этом случае практическое увеличение плотности записи за счет увеличения глубины голограммы составляет около двух порядков. Светочувствительность материала равна приблизительно нескольким Дж/см2, а достижимая величина дифракционной эффективности около 100%. Существенно также, что в отличие от кристаллов ниобата лития реоксан очень дешев и его предельные размеры практически не ограничены.
