Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
33*
516
ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
ГЛ. 16.
и помещают в то положение, которое она занимала при записи в фокальной плоскости линзового растра.
Считывание информации, соответствующей любой входной странице, производится путем освещения соответствующего микроизображения через описанную оптическую систему в направлении, противоположном направлению лучей света на стадии записи микроизображения. Элементарная линза линзового растра фокусирует пропущенный свет в плоскости, сопряженной с плоскостью микроизображения, т. е. в той плоскости, где находилась входная страница при записи. Размеры полученного изображения соответствуют исходным размерам входного изображения. Поскольку все входные страницы при записи устанавливались в одно и то же положение, каждая линзочка при запросе считывающим световым пучком спроецирует свое микроизображение в один и тот же участок входной плоскости. Следовательно, потребуется только одна детектирующая поверхность (мозаика фотодетекторов или фотокатод видикона). Считывающим световым пучком может служить лазерный луч, отклоняемый произвольно на любое микроизображение с помощью оптико-акустического или электрооптического дефлектора (отклоняющего устройства); можно использовать также электронный пучок в электронно-лучевой трубке [16.2].
В последнем случае пучок отклоняется электростатическим или магнитным полем, так что светящееся пятно можно направить в любую нужную точку на экране электронно-лучевой трубки. Это пятно в свою очередь фокусируется на нужное микроизображение. В другой считывающей схеме используется освещение матрицы микроизображений с помощью матрицы электролюминесцентных диодов: по одному диоду на каждое изображение и элементарную линзу. Во входной плоскости, куда каждая линза проецирует свое микроизображение, расположены фототранзисторы (по одному на каждый бит информации), которые детектируют яркие точки — логические «единицы». Возможно, что с развитием полупроводниковой техники такой способ окажется перспективным.
Следует подчеркнуть, что свойства линзово-растровой системы, записывающей микроизображения, ухудшаются по мере роста плотности записи информации. Важной проблемой остается чувствительность к пыли и дефектам, вызывающим помехи, однако главное затруднение состоит в получении высококачественных линзовых растров. Разрешающая способность, плоскостность поля изображения, контраст изображения и апертурный угол выпускаемых линзовых растров и методы контроля отдельных линз внутри растра, вообще говоря, не удовлетворяют требованиям системы оптической памяти. В § 4 будет показано, что голографи-ческий аналог этой системы превосходит ее во многих отношениях.
§ 2. СИСТЕМА ОПТИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ CO СТОЯЧЕЙ ВОЛНОЙ 517
§ 2. Система оптической памяти со стоячей волной
Теория, развитая в гл. 9, дает зависимость отклика объемных голограмм на освещение от угла падения и длины волны падающего света, а также от толщины голограммы и ее пространственного периода. Ван Хирден [16.3] показал, как эти свойства объемных голограмм могут быть использованы для голографиче-ского наложения страниц информации в одном и том же объеме
Узнополосный
ФИГ. 16.2. Запись информации в системе памяти
со стоячими волнами.
толстослойной регистрирующей среды и для постраничного, счи^ тывания без взаимных помех. Весьма близким предшественником системы памяти, основанной на использовании объемных голограмм, можно считать систему памяти со стоячей волной [16.4], основанную на разработанном Габриэлем Липпманом методе цветной фотографии [16.5]. Прежде чем перейти к описанию голо-графической записи информации в толстослойных средах, рассмотрим вкратце принципиальную схему системы памяти со стоячей волной.
На фиг. 16.2 показано, как можно использовать метод Липп-мана для создания устройства памяти с оптическим считыванием. Как и в исходной схеме Липпмана, параллельный пучок белого света (например, коллимированный свет циркониевой дуговой лампы) проходит через узкополосный спектральный фильтр, что позволяет получить необходимую степень временной коге-
518
ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
ГЛ. 16.
рентности. Длина когерентности должна быть такой, чтобы свет, прошедший через фотослой толщиной 15 мкм, смог бы интерферировать с этим же светом, отраженным от ртутного зеркала, находящегося в контакте с эмульсионным слоем (можно также использовать излучение лазера). Возникает картина стоячих световых волн, причем поверхности максимальной интенсивности расположены параллельно поверхности эмульсионного слоя. Если длина когерентности составляет по меньшей мере 30 мкм, интерференционные полосы регистрируются во всем объеме эмульсионного слоя. Процесс записи информации организован по принципу последовательной записи слов и происходит следующим образом. Каждой информационной маске, помещаемой перед фотослоем, соответствует фильтр с максимумом пропускания при определенной длине волны. В непрозрачной маске имеются малые отверстия, расположенные в определенных местах регулярной матрицы. В различных масках положение отверстий различно. Каяедое из отверстий обозначает, что определенный объем эмульсионного слоя, находящийся за данным отверстием, зарезервирован для записи всех бит информации данного слова. Расположение отверстий во всей совокупности масок рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить запись всех слов и всех бит информации в них. Логическая «единица» и ее математическое положение (разряд) внутри двоичного числа или слова кодируются путем экспонирования эмульсионного слоя через маску картиной стоячих волн, период которых соответствует максимуму пропускания спектрального фильтра. Период d = Х/2 определяется по формуле (1.10) при 6 = 90° и X, равной пропущенной фильтром центральной длине волны в эмульсионном слое. Таким образом, при определенном сочетании информационной маски и спектрального фильтра осуществляется запись логической «единицы» в одном и том же разряде во всех словах, которым соответствует это отверстие в масках. При втором экспонировании меняют как спектральный фильтр, так и маску, и новая логическая «единица», разряд которой в двоичном числе кодируется новым периодом решетки, записывается в новом наборе слов. Некоторые из картин стоячих волн, соответствующих второму биту информации, записываются в неэкспонированных объемах эмульсионного слоя (в словах, где первый бит был равен нулю), а другие записываются в виде системы полос, наложенной на систему полос, полученную при первом экспонировании. Процесс записи повторяется до достижения плотности 10 бит/слово.
