Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Один из способов считывания информации представлен на фиг. 16.3. Это метод произвольной выборки слов при параллельном считывании всех бит данного слова. (Прежде всего необходимо отметить, что ртутное зеркало убрано.) Источник света (например, криптоновый лазер), излучающий несколько длин
§ 2. СИСТЕМА ОПТИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ СО СТОЯЧЕЙ ВОЛНОЙ 519
волн, соответствующих максимумам пропускания 10 спектральных фильтров, использованных для кодирования бит каждого слова, посылает пучок света на электрооптическое отклоняющее устройство. Это устройство в произвольной последовательности освещает объем слоя, соответствующий любому записанному слову. Свет, содержащий большое число длин волн, дифрагирует на множестве решеток в соответствии с законом Брэгга, возвращается от эмульсионного слоя по направлению, противоположному направлению опрашивающего луча, частично отражается
ФИГ. 16.3.
Схема метода параллельного считывания с произвольной выборкой в системе памяти со стоячими волнами.
от светоделителя и попадает на призму, осуществляющую разложение по длинам волн. В световом пучке, падающем на призму, присутствует несколько длин волн, соответствующих нескольким периодам решетки и битам информации, записанным в объеме, отвечающем считываемому слову. Разделение по спектру производится с помощью призмы, а детектирование — с помощью отдельных фотоприемников. Таким образом, все биты в данном слове считываются одновременно.
Наиболее серьезным препятствием на пути успешного использования системы памяти со стоячими волнами являются недостатки регистрирующих сред. Ширина спектральной полосы отраженного дифракционной решеткой света при регистрации
520
ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
ГЛ. 16.
на фотопластинках Кодак 649F составляет 50 A [16.4]. При этом на участке, соответствующем одному слову, можно зарегистрировать до 10 длин волн или бит информации. Однако из-за неконтролируемой усадки эмульсионного слоя во время проявления и фиксирования периоды решеток уменьшаются, а максимумы их отражения сдвигаются в коротковолновую часть спектра. Усадка происходит неравномерно; величина сдвига длины волны, которая может достигать 1000 А, меняется в зависимости от экспозиции или числа бит записанной информации. (С увеличением экспозиции количество неэкспонированных микрокристаллов галоида серебра, удаляемых при фиксировании, падает и усадка желатинового слоя уменьшается.) Равномерное набухание не может должным образом компенсировать усадку, которая приводит к уменьшению надежности детектирования информации. Следует считаться также с тем, что при хранении происходит дальнейший сдвиг максимума отражения решеток.
Если учесть быстродействие существующих отклоняющих устройств и свойства выпускаемых промышленностью регистрирующих материалов, то оказывается, что емкость системы памяти со стоячими волнами при пословной организации не может быть очень большой. Десять тысяч отдельных направлений адресования луча и, следовательно, 104 слов — вот максимум того, что можно ожидать от сегодняшних отклоняющих устройств со временем переключения порядка микросекунд. При нескольких десятках бит на слово общая емкость не превысит 5 •1O5 бит. Если мы хотим, чтобы оптические методы успешно конкурировали с магнитными методами создания карточной и каталожной памяти, то емкость должна быть, по-видимому, на 2—3 порядка выше, т. е. составлять 108 бит.
§ 3. Голографическая запись информации в толстых регистрирующих средах
Описанная выше система памяти со стоячими волнами записывает единицу информации в виде картины стоячих волн, распределенной в объеме эмульсионного слоя, соответствующем данному слову. Однако этот объем локализован по отношению к поверхности эмульсии: он примыкает к малой площадке, положение которой определяется отверстиями в информационной маске. Если бы мы попытались увеличить емкость памяти путем деления каждого отверстия в информационной маске на несколько отверстий меньшего диаметра, т. е. путем создания страницы из нескольких слов, центрированной относительно исходного расположения слова, то такое устройство характеризовалось бы большей
ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ ЗАПИСЬ ИНФОРМАЦИИ
521
степенью локализации и поэтому было бы более чувствительным к загрязнениям, пыли, дефектам и к точности направления считывающего луча. Ван Хирден [16.3] предложил метод, с помощью которого можно распределить страницы, слова и биты информации нелокализованным образом во всем объеме толстослойной регистрирующей среды. Это позволяет осуществить систему памяти с высокой емкостью и страничной организацией, почти нечувствительную к пыли или дефектам. Быстрое считывание страниц в произвольной последовательности производится при освещении регистрограммы лучом лазера, направленным нужным образом. Система памяти представляет собой суперпозицию объемных голограмм (по одной на каждую страницу), полученных методом многократного экспонирования одного и того же объема толстослойного светочувствительного материала. При экспонировании длина световой волны для всех голограмм остается постоянной, однако среднее значение угла между предметным и опорным пучками меняется при переходе к каждому последующему экспонированию. Поскольку желательно, чтобы при считывании все зарегистрированные страницы изображались на одной и той же приемной поверхности, входные страницы при записи устанавливаются в одно и то же положение, как в постраничной системе хранения микроизображений, описанной в § 1. Таким образом, между циклами экспонирования меняются только направление опорного пучка и входная страница. На фиг. 16.4 схематически представлен метод записи. Опорные пучки изображены в виде плоских волн. Входными страницами служат диапозитивы на пленке шириной 35 мм, на которых информация записана в двоичном коде способом, описанным в § 1.
