Оптическая галография - Кольер Р.
Скачать (прямая ссылка):
Другой метод достижения равномерной интенсивности освещения в плоскости голограммы при сохранении избыточности, характерной для записи в плоскости фурье-образа, состоит в том, что в контакт со входной страницей приводят маску с хаотическим распределением фазы. Действие этой маски заключается в беспорядочной модуляции фазы световых лучей, проходящих сквозь отверстия во входной странице, что приводит к случайной интерференции их в плоскости голограммы. Подобная маска, которую помещают в контакт с входной страницей, может быть изготовлена травлением стеклянной пластинки. При этом толщина стеклянной пластинки за каждой точкой входной страницы изменяется случайным образом [16.15]. Это означает, что элементарные лучи, проходящие сквозь страницу как логические «единицы», приобретают сдвиги фазы, хаотически распределенные в интервале от 0 до я относительно фазы светового пучка, прошедшего сквозь участки стекла, не подвергнутые травлению. Для иллюстрации эффективности этого метода на фиг. 16.15 представлено распределение интенсивности, зарегистрированное точно в плоскости фурье-образа (фиг. 16.15, а) и в плоскости, отстоящей от нее всего на 250 мкм (фиг. 16.15, б). (Остаточные флуктуации на фиг. 16.15, а вызваны фазовыми ошибками в фазовой маске. Можно показать, что идеальное распределение интенсивности пропорционально интенсивности фурье-образа [Ji (х)/х]2 единичного отверстия в маске входной страницы. В фурье-плоскости имелось отверстие диаметром і ,4 мм, так что полученная картина соответствует центральной области главного максимума.) При
ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПАМЯТИ
551
использовании этих двух методов записи голограмм получены сопоставимые результаты. Однако запись точно в фурье-плоскости с применением фазовой маски имеет некоторые практические преимущества.
Удачная схема получения матрицы голограмм приведена на фиг. 16.16. Фурье-преобразование входной страницы выполняется при помощи большого объектива. После каждой экспозиции объектив и апертурная пластинка, закрывающая регистрирующий материал, сдвигаются совместно, что приводит к дискретному перемещению предметного пучка и апертуры голограммы.
ФИГ. 16.15.
а — распределение интенсивности, создаваемое сочетанием входной страницы с фазовой маской, в плоскости голо-графической памяти, совпадающей с фурье-плоскостью; б — распределение интенсивности в плоскости, отстоящей всего на 250 мкм от фурье-плоскости.
После каждого сдвига во входную плоскость вводится новая входная страница и экспонируется новый участок регистрирующей фотопластинки. Экспериментальный макет такой установки производит запись матрицы из 32 X 32 голограмм, содержащей 4•1O6 бит, за 1,5 ч. Для записи на галоидосеребряных фотослоях с последующим отбеливанием и для записи на слоях хромированного желатина требуется одно и то же время, включая процессы обработки, следующие за экспонированием.
Усовершенствование методов записи голограмм и регистрирующих материалов с улучшенной дифракционной эффективно-
552
ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
ГЛ. 16.
стью создали условия, благоприятствующие практическому использованию системы голографической памяти с бегущим пятном (см. гл. 10). Благодаря использованию процессов отбеливания амплитудных голограмм или записи фазовых голограмм на слоях хромированного желатина дифракционную эффективность голограмм удалось повысить на порядок по сравнению с амплитудными голограммами. Обычные значения дифракционной эффективности голограмм с записью изображений страниц в двоичном коде сейчас лежат в диапазоне 10—15%. Кроме того, получено отношение мощности сигнала в изображении логической «единицы»
ФИГ. 16.16. Схема эффективного метода записи мат-
рицы голограмм.
к мощности шума в изображении нуля, превышающее 30 : 1, при суммарных флуктуациях интенсивности «единиц», обусловленных всеми причинами, не превосходящих 2:1. Эти данные означают, что голографическая система постраничной памяти с бегущим пятном достаточно практична для использования в запоминающих устройствах полупостоянного хранения.
ЗАПИСЬ, СЧИТЫВАНИЕ И СТИРАНИЕ ИНФОРМАЦИИ
553
§ 5. Запись, считывание
и стирание информации in situ
При многих применениях систем записи и считывания большой емкости необходимо обновление записанной информации. Полупостоянный характер голографической системы записи с бегущим пятном является ограничением в том смысле, что при необходимости внесения изменений только в одну страницу весь блок памяти должен быть выброшен и записан вновь. Когда производится такое изменение, необходима регистрация новой страницы с помощью считывающего пучка и фотоприемников. Если обновление информации становится частой операцией, полезное машинное время системы памяти падает. Поэтому желательно найти способ стирания произвольно выбранной страницы информации и выполнения операций записи, считывания и стирания информации без изъятия плоскости записи из ее первоначального положения. Возможность успешного решения такой задачи зависит в первую очередь от создания подходящего регистрирующего материала. Как регистрирующий материал, так и регистрограмма должны обладать всеми свойствами, характерными для постоянных записей, т. е., во-первых, устойчивостью записи во времени при температуре, соответствующей условиям считывания, и, во-вторых, высокими чувствительностью, разрешением, величиной отношения сигнал — шум и дифракционной эффективностью. Помимо этого, они должны допускать полное стирание без явлений гистерезиса или усталости, причем все операции, включая стирание, а также, по необходимости, проявление или фиксирование, должны предпочтительно быть осуществимы на месте (in situ). Очевидно, что в системе объемных голограмм типа рассмотренных в § 3 селективное стирание затруднительно. Все голограммы наложены друг на друга, и стирание одной голограммы без стирания остальных может оказаться невозможным. С другой стороны, пространственная матрица голограмм, как плоских, так и объемных, может быть легко подвергнута этой операции.
