Оптическая голография - Априль Ж.
Скачать (прямая ссылка):
Система Holoscan фирмы "Optical Data Systems'' представляет собой голографическую систему считывания цифровых данных [36]. Она используется для кредитных карточек и проверки чеков. В 35-миллиметровой кассете на отбеленной пленке могут в голо-графической форме храниться до 1,2- IO7 бит. Механическая система управления позволяет проверить все голограммы примерно за 2 с. Запись голограмм производится устройством, которое является целиком автономным. Ограниченные емкость этой системы и время выборки вполне соответствуют тем требованиям, которые к ней предъявлялись для конкретного применения.
Система Megafetch фирмы "ЗМ Company" — первая серийная голографическая оптическая система памяти с немеханическим управлением [35]. В ней устройство памяти является также лишь считываемым, а голографическая информация записывается на фотопластинки с помощью отдельного устройства. Каждая фотопластинка включает,.в себя матрицу из 1024x1024 голограмм. Полная емкость системы 5- IO7 бит. Применение единственного полупроводникового лазера с накачкой электронным лучом позволяет осуществлять выборку голограммы за 10 мкс. Эта система полностью совместима с ЭВМ. Скорость обработки данных в ней достигает 1,5-IO7 бит/с.
10.1.6. Параллельная цифровая обработка в системах памяти [10]
В таких непрерывно изменяемых средах для записи голограммы, как электрооптические кристаллы или непроявленная фотопленка, можно осуществить серию экспозиций голограмм в одном положении. В этом случае направления объектного и опор- tO.l- NХранение цифровой информации
447
ного пучков по отношению к голограмме сохраняются неизменными. При многократных экспозициях происходит сложение и вычитание комплексных амплитуд голографи ческой записи [8]. Сдвиг фазы опорного пучка на 180° можно использовать для когерентного селективного стирания голограмм в комплекте наложенных трехмерных голограмм, записанных в самопроявляющемся кристалле ниобата лития [17]. Авторы работы [17] обратили внимание на то, что этот процесс эквивалентен операции булевой логики ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Эта операция производится параллельно между каждым битом одной страницы данных и соответствующим битом другой страницы данных. В данном случае на странице имелось приблизительно 10 ООО бит и, следовательно, параллельно осуществлялось 10 ООО операций. В работе [17] было также показано, что происходит обращение контраста (это эквивалентно логической операции ДОПОЛНЕНИЕ). Позднее к операциям булевой логики, осуществляемым на страницах цифровых данных, записанных го-лографически, добавилась операция ИЛИ [18].
В булевой алгебре сочетания одной функции подобия (например, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ) и одной функции единственности (например, ИЛИ) достаточно для образования всех других логических операций (И, ДОПОЛНЕНИЕ, НЕ И, НЕ ИЛИ, СОВПАДЕНИЕ). Определения этих операций приводятся в табл. 4. Ha-
Таблица 4
Определения операций булевой логики
А Вход В ДОПОЛНЕНИЕ ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ или Выход ИЛИ НЕ или и СОВПАДЕ-HR и НИЕ
0 0 1 0 0 1 0 1 1
0 1 1 1 1 0 0 1 0
1 0 0 ] 1 0 0 1 0
1 1 0 0 1 0 1 0 1
личие таких операций позволяет производить обобщенную обработку (например, сложение и вычитание re-битных слов). Если использовать только три основные операции, упомянутые выше (ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, ДОПОЛНЕНИЕ и ИЛИ), то при этом в значительной степени усложняется обобщенная логическая обработка. Добавление булевой логической операции И, вообще говоря, существенно упрощает обработку. Для множества страниц входных данных операция И становится возможной, если составители страниц последовательно накладываются друг на друга, образуя сандвич. Положения каждого бита ориентированы относительно положений соответствующих битов других составителей 448 Гл. , 10. Области применения
страниц. Таким образом, если какая-либо страница в месте расположения определенного бита непроницаема для света, то свет в этом адресуемом положении не пройдет через сложный составитель страниц. После записи восстановленная страница данных в
Таблица 5
Булевы логические операции, осуществимые между двумя страницами цифровых данных А и В в один шаг с использованием двухлучевой голографической схемы и фазовой среды для записи голограмм (темные участки соответствуют 0, светлые — 1)
Изменение фазы опор-B составителе в среде для ного пучка относнтель- Операция в плоскости страниц записи голо- но фазы или при запи- считывания
грамм сн в, град
А, В — — И (AB)
А В 0 ИЛИ (A -f В)
А В 180 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ
ИЛИ (ЛфВ)
1 В 180 ДОПОЛНЕНИЕ
(В)
этом месте окажется темной. Восстановленная страница будет светлой только в том адресуемом положении, для которого все отдельные составители страниц прозрачны. Приписывая темным
местам нули, а светлым единицы, можно видеть, что при голографической записи сложный составитель страниц осуществляет логическую операцию И. Поскольку такой процесс можно осуществить за один шаг, операция И, а также операции ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, ДОПОЛНЕНИЕ и ИЛИ, являются основными доступными операциями при голографической обработке информации. В табл. 5 представлены основные логические операции и их одношаговые исполнения.
