Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Априль Ж. -> "Оптическая голография " -> 24

Оптическая голография - Априль Ж.

Априль Ж., Арсено А., Баласубраманьян Н. Оптическая голография — М.: Мир, 1982. — 736 c.
Скачать (прямая ссылка): opticheskayagalografiyat21982.djvu
Предыдущая << 1 .. 18 19 20 21 22 23 < 24 > 25 26 27 28 29 30 .. 143 >> Следующая


Емкость голографической памяти ограничивается рядом факторов, не позволяющих достичь вычисленных выше теоретических значений плотностей хранения. К настоящему времени не все эти факторы полностью выявлены, но часть причин проанализирована, и результаты этого анализа мы изложим ниже. Каждый ухудшающий эффект рассматривается в аспекте того ограничения, к которому он приводит. Если некоторый параметр хранения ограничивается более чем одним эффектом, то очевидно, что для определения емкости памяти необходимо выбрать меньшее значение

S20=IA2.

(16)

S3d=^A3

(17) tO.l- NХранение цифровой информации

439

этого параметра; иными словами, если имеет место множество эффектов, ограничивающих параметр, то следует принимать во внимание при расчете полной емкости лишь эффект, дающий наибольшее (доминирующее) ограничение.

10.1.4.2. Ограничение полной битовой емкости,

связанное с эффектами оптической апертуры

За апертуру воспроизводящего пучка для каждого бита в плоскости изображения (матрицы фотодетекторов) можно принять диаметр голограммы а в плоскости голограммы. Эти единицы информации будут различимы, если удовлетворяется критерий Рэлея, т. е.

Ємин=1,22 К/а, (18)

гДе ^MHH — минимально разрешимый угол битового изображения в плоскости фотодетекторов, измеренный из точки, расположенной в плоскости голограммы на расстоянии г от плоскости фотодетекторов. Площадь, которую занимает один бит в плоскости детекторов (считаем 0МИн малым), дается выражением

Л бит — 1,49Хага/аа. _ (19)

Число бит на страницу равно

N і = ADlA(,m = 0,67 A Da2/X2r2, (20)

где А о — площадь матрицы фотодетекторов. Число положений голограммы Ni в материале для записи дается выражением

N2 = AH/(alS)\ (21)

где Ah — площадь матрицы голограмм, а <§ — линейный коэффициент заполнения голограммы в среде для записи. Таким образом, в случае двумерной записи полная битовая емкость памяти

CaD = NlNt = 0,67 AhAdS2IX2T2 =0,67 AliS2IXiF2, (22)

а плотность хранения

S2D = 0.67 S2IX2F2, (23)

где F — светосила матрицы фотодетекторов, измеренная из точки в плоскости голограммы. Используя, например, значения <?=0,70, А=0,5145 мкм и F=4, получаем 52d=7,75-IO4 бит/мм?. Это значительно меньше теоретического предела 3,78-IO6 бит/мм2. Если размеры плоскости голограммы составляют 50x50 мм2, то полная емкость используемых выше параметров равна C20=2- IO8 бит.

Емкость хранения в голографической памяти может быть значительно увеличена, если использовать объемные материалы для записи голограммы и записывать много голограммных страниц в каждой голограммной плоскости с координатами ху. Если в каждой 440 - Г л. 10. Области применения

плоскости ху среды записано N3 страниц, то полная емкость трехмерной памяти

C3d=N1N2N3. (24)

Если в каждой плоскости ху накладываются 100 страниц (т. е. TV3= 100), то при значениях параметров, используемых выше, мы получим емкость памяти C3D=2- IO10 бит. Обозначения Nu N2 и N3, принятые выше, будут использованы всюду, и в дальнейшем обсуждении мы будем также использовать принятые выше обозначения Ni для числа бит на странице, N2 для числа положений ху голограмм и N3 для числа страниц в каждом положении ху.

10.1.4.3. Ограничение числа бит на страницу, связанное с шумом фотодетектора

Мощность оптического излучения, дифрагированного на один из фотодиодов или фототранзисторов матрицы фотодетекторов, дается выражением

Pd=PtT4ZNu (25)

где Pl — мощность лазера, t — коэффициент пропускания опорного пучка через оптику системы в плоскость голограммы, ті — дифракционная эффективность голограммы для случая, когда вся матрица фотодетекторов освещена (страница, состоящая только из единиц), и Ni — число бит на страницу. Способность к обнаружению D', необходимая для достижения данного отношения сигнал/шум (ОСШ) на фотодетекторе, записывается в виде

D' = (ОСШ) (А/)1/3 /Pd [Гц*/* /Вт], (26)

где А/ — полоса частот электрического сигнала. Величина, обратная D' при А/=1 Гц, иногда называется эквивалентной мощностью шума. Если увеличить площадь поверхности фотодетектора, то голограммы в голограммной плоскости можно сделать меньшего диаметра, поскольку теперь допустима большая дифракционная расходимость пучка. Однако при увеличении площади детекторных элементов увеличиваются также шум фотодетектора и время нарастания импульса (более медленный отклик). Чтобы скомпенсировать эти ухудшения, требуются большое отношение сигнал/шум и большая полоса частот, а следовательно, и большая способность к обнаружению. Полоса частот является величиной, обратной наименьшему возможному времени произвольной выборки. Из выражений (25) и (26) получаем предельное число бит на страницу:

Ni = PlTtiD'/(ОСШ) (А/)1/2. (27)

Например, если Pl = I Вт, т=0,1, ti=0,01, D' = 1012 Гц'/*/Вт, ОСШ = 10, A/= IO6 Гц, то предельное число бит на страницу, ограниченное шумом фотодетектора, равно /Vx = IOOOOO. tO.l- NХранение цифровой информации

441

10.1.4.4. Ограничение на число адресов ху в голограммной плоскости, накладываемое дефлекторами
Предыдущая << 1 .. 18 19 20 21 22 23 < 24 > 25 26 27 28 29 30 .. 143 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed