47
Носитель информации регистрирует и хранит голограммы входных страиид. Обычно это тонкий слой регистрирующей среды, нанес╦нный на толстую подложку из прозрачного материала (напр., стекла) и допускающий стирание и перезапись голограмм. К ним относятся ыагннтооитыч. пл╦нки (полярлзац. голограммы); фототермопластич. материалы (рельефные фазовые голограммы); алсктрооитич. кристаллы (объ╦мные фазовые голограммы). Фотоматрица преобразует оитич. изображение страницы, восстановленное голограммой, в электрич. сигналы и переда╦т их в центральный процессор ЭВМ.
Запись информации в двухкоординатиом 3. г. у. с плоскими голограммами. Лазерный пучок (рис. 1) поступает на ьход дефлектора Дь к-рый отклоняет его в
Рис. 1. Оптическая система запоминающего голографи-чесного устройства с тр╦хкоорцинатной выборкой.
заданном направлении (угол 9}. Затем он расщепляется на две части с помощью полупрозрачного зеркала 3^ Часть пучка с помощью линз Лг и Л21 зеркала 32,
объектива Oi и голографич. дифракционной реш╦тки ДР направляется на носитель информации Н в качестве оцорногопучка. Др. часть пучка с помощью объектива Oi вводится в одну из ячеек линзового растра Р (матрица миниатюрных линз с параллельными оптич. осями, нал. сублинаами, размещ╦нных на равных расстояниях друг от друга). Сублинзы увеличивают угловую расходимость объектного пучка, позволяя охватить всю апертуру объектива 03, формирующего фурье-ибраз входной страницы, набранного на У НС. Световой конус, образованный сублннзой, направляется в сторону УНС с помощью объектива 02. При атом УНС вносит h этот проходящий световой поток страницу двоичной информации пут╦м аространств. модуляции по амплитуде. Оптич, схема обеспечивает совпадение опорного и информационного световых пучков по всей и лошади носителя Н. После экспонирования регистрирующей среды и фиксации голограммы процесс записи заканчивается. Массив страниц записывается и хранится на носителе в виде матрицы пространственно раздел╦нных и регулярно расположенных фурье-голо-грамм (рис. 2). В них реализуется макс, плотность записи информации иМ11кс~10& бит/мм2 при избыточности, обеспечивающей пад╦жную помехозащищ╦нность против локальных дефектов носителя (неоднородность, пыль, царапина и т. п.). Для получения голограмм с высокой дифракц. эффективностью УНС снабжается маской, осуществляющей фазовую модуляцию, что приводит к уменьшению дипамич. диапазона амплитуды фурьо-образа иходной страницы более чем на порядок. Оптимальной является 4-уровневая маска, осуществляющая случайный сдвиг фазы проходящего через УНС света на одно из значений: 0, л/2, л или Зл/2. Размер фур ье-голограммы одной страницы объ╦мом 128X128 бит ~ 1 мм, а дпфракц. эффективность 20≈24%.
При считывании информации опорный пучок адресуется дефлектором на нужную голограмму, а объектный пучок блокируется. Мнимое изображение страницы (рис.3), восстановленное голограммой, проецируется
линзой на фотоматрицу, к-рая детектирует оптич. изображение страницы и запоминает сб. Выборка и передача данных из фотоматрицы может осуществляться как послойно, так и постранично с помощью электронных декодирующих устройств.
В оперативных 3. г. у. объ╦м входной страницы ~ 104 бит, а число голограмм ~104≈105 (по кол-ву позиций, адресуемых дефлектором), поэтому общая ╦мкость может достигать 10е≈10& бит на 1 модуль памяти. Любая страница может быть считана и передана в центральный процессор ЭВМ за время 1≈2 мкс.
Тр╦хкоординатные 3, г. у. Наиб, перспективна организация 3. г. у. с тр╦хкоординатноя записью и выборкой на объ╦мных голограммах. Для различения наложенных объ╦мных голограмм используется их угловая
Фурье-голограмма Рис- 3. Изображение двоичной входной страницы. входной страницы.
Рис. 2. двоичной
селективность у#), основанная на изменении несуще пространств, частоты, поэтому в качестве 3-й координаты выбирается угол падения опорного пучка у/?. Тр╦хкоординатные 3. г. у. отличаются от двух-координатного наличием дополнит, дефлектора Д2 (рис. 3), дифракц. реш╦тка ДР и линзы Л2, К-рые служат для изменения угла у# (в 3, г. у, с плоскими голограммами они заменяются обычным зеркалом, направляющим опорный пучок под постоянным углом YD). Если осветить наложенные голограммы к.-л.
опорным считывающим пучком, то он восстановит лишь ту единственную голограмму, в записи которой участвовал.
Для записи объ╦мных голограмм наиб, перспективны электрооптич. кристаллы (LiNb03 Ba<,i75Sro]25Nb2Oe и др.). Они обладают высокой угловой селективностью и для записи 1000 наложенных голограмм без взаимных помех требуют изменения уд лишь на 17°≈20°. Однако ограничения, обусловленные макс, изменением показателя преломления Дп и достаточной эффективностью голограмм, позволяют записать ~ 100 голограмм. Элект-рооптич. кристаллы допускают также селективное стирание наложенных голограмм. ╗мкость 3. г. у. с трсх-координатной «адресацией» на объ╦мных голограммах <≈1010≈10й бит (при произвольном доступе к голограммам).
Массовые 3. г. у. Голографич. память сверхбольшой ╦мкости можно получить, если отказаться от произвольного доступа к голограммами нанести регистрирующую среду на движущийся носитель типа диска или ленты. При этом достигается плотность записи информации ≈ 105≈10е бит/мм2 (близкая к теоретич. пределу), что более чем на 2 порядка превышает плотности записи, реализуемые на магп. дисках и лентах. 1мкость 3. г. у. ~ 1C12 бит. Они перспективны для создания архивной памяти.
Лит.: Акаев А. А., Майоров С. А,, Когерентные оптические вычислительные машины, Л., 1077; Тур у х а-н о Б. Г., Автоматизированные систомы голографической памяти большой емкости, Л., 1982. А. А. Акаев.
ЗАПОМИНАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА, см. Памяти, устройства.
Ш
1
2
.
О
с
<
п
51
