Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
Д<р=AnUd, (49)
где п — средний показатель преломления материала, L — период решетки, a d — толщина голограммы. Число А называют коэффициентом угловой селективности [9].
а. Материалы для записи без потерь с определенным диапазоном изменения показателя преломления. В этом случае
Л=0,886—0,799 при »1=0—100%, (50)
что соответствует увеличению пх от 0 до X cos 9j/2d.
б. Чисто поглощающие материалы для записи. В этом случае Л =0,886—0,895 при ті=0-3,7%, (51) 3* 444 Гл. , 10. Области применения
что соответствует увеличению (X1 от 0 до In 3cos QlId. Используемые диапазоны пх и а (и соответственно вышеприведенные диапазоны г]) перекрывают большинство ситуаций, реализуемых на практике. Если диапазон углов опорного пучка вне материала для записи равен Ф, то полное число голограмм N3as, которое можно записать в одном положении с координатами ху, не превышает значения
Nsas = Ф/Дф = Ф dt AnL. (52)
Например, если для материала с записью по показателю преломления Ф=30°, d=2 мм, A=O,5145 мкм, т]=0,01, 90=45° (вне среды) и п=2,00, то L=A/2 sin 60=364 нм, а 4=0,886. Таким образом,
10.1.4.7. Ограничение на число наложенных голограмм, вызванное взаимодействием соседних голограмм из-за случайного характера регистрируемой информации
В случае объемной суперпозиции информационных голограмм в некотором положении с координатами ху из-за дифракции света на голограммах статистический фоновый шум оказывается иным, чем в случае восстановления одной голограммы. Это явление связано со случайной природой информационных данных, регистрируемых в голографическом виде. В пучок света, дифрагированный на одной из голограмм, вносится вклад, хотя и небольшой, в среднем от каждой из остальных голограмм. Можно показать [29], что, для того чтобы при считывании получить данное отношение сигнал/ шум (ОСШ), число наложенных голограмм в одном положении с координатами ху в материале ограничено величиной
M,c=d/4M0CII1)2, (53)
обусловленной взаимодействием между страницами записанной информации. Например, если d=2 мм, А=0,5145 мкм и если необходимо получить ОСШ=5, то в каждом положении можно записать 39 страниц.
10.1.4.8. Число наложенных голограмм, ограниченное влиянием зернистости регистрирующей среды
В фоточувствительных материалах для записи голограммы микроскопические элементы, реагирующие на свет (например, легирующие атомы), в общем случае распределены случайным образом. Запись голограммы осуществляется при сложении отдельных эффектов от каждого из этих элементов. Исходя из рассмотрения процесса записи как микроскопического процесса, можно видеть, что в каждом объеме (А/2я)3 для каждой записываемой tO.l- NХранение цифровой информации
445
страницы должен быть по крайней мере один фоточувствительный элемент. Таким образом можно установить уровень абсолютного минимума концентрации фоточувствительных элементов. Наоборот, для данной концентрации этих элементов полное число гологра-фически наложенных страниц в одном положении из-за наличия зернистости не может превышать величину
N„=ck»/8n*. (54)
Например, если с= IO15 мм-3, A=O,5145 мкм и я=2,0, то максимальное число страниц A^3g=2128.
10.1.5. Некоторые системы оптической памяти, выпускаемые промышленностью
Возможным показателем того, насколько высокого технического уровня достигла разработка данного прибора, является наличие различных вариантов этого прибора на рынке. В табл. 3
Таблица 3
Некоторые коммерческие системы оптической памяти
OJ K B Sg я? О)-в" О) S О „ CU и К BQ S <u * S «5 « га ь ч У-га Rt
Фирма Модель g я S о. S OJ о, 23 с ч S я О) Cu s к а§ с 2 ¦г <У Ч ;>« S И ? " к rt « я « Я <о о а U с
"IBM" 1360 (система хранения Нет больших цифровых массивов) Нет Нет 1966
"Precision Instrument" 690-212 Unicon (большая Да лазерная система памяти) » » 1971
"Optical Data Systems" Holoscan » Да » 1972 ,
"3M Company" Megafetch (система обра- » » Да і 974
ботки данных)
перечислены некоторые наиболее известные системы оптической памяти, производимые промышленностью США.
Оптическая цифровая система хранения больших массивов информации фирмы «IBM» (модель 1360) была разработана в 1966 г. В этой системе для записи на специальную фотопленку размерами 35x70 мм используются электронные пучки. Каждый отрезок фотопленки имеет емкость 5- IO6 бит. Тридцать две фотопленки составляют ячейку, причем одна полная система памяти включает в себя 7000 ячеек внутреннего запоминающего устройства. Выборка этих IO1? бит осуществляется с помощью пневматической 446 Гл. , 10. Области применения
транспортной системы. Из-за наличия механических движущихся частей время произвольной выборки этой системы памяти составляет около 100 с.
Лазерная большая система памяти модели 690-212 Unicon1 разработанная фирмой "Precision Instrument", представляет собой последовательную высокоемкую систему оптической памяти с емкостью хранения 7- IOu бит [121. Сфокусированный луч аргонового лазера испаряет родий с небольшого участка (круг диаметром 1,5 мкм) полиэфирной информационной ленты, имеющей покрытие. На каждой такой ленте размером 794x121 мм можно записать 13 600 информационных следов, расположенных на расстоянии 7,5 мкм друг от друга. Время произвольной выборки в такой системе оптической памяти составляет около 7 с. Информация хранится постоянно, и стереть ее с ленты невозможно. Записанная информация фактически застрахована от разрушения, что обеспечивает фактор безопасности для данного типа архивного хранения и тем отличает ее от соответствующих магнитных систем.
