DE2108113C1 - Verfahren zum holografischen Speichern von Informationen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum holografischen Speichern von Informationen und Anordnung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
45
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum holografischen Speichern von Informationen, wobei die zu
speichernden Informationen in einer Informationsmaske angeordnet sind und jede Informationsmaske mittels
einer Linsenoptik als Unterhologramm in eine holografische Speicherplatte eingeschrieben wird. Außerdem
betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
In der Datenverarbeitung entwickelt sich ein ständig steigender Bedarf an Großspeichern. Infolge der hohen
Dichte der im Querschnitt eines Lichtbündels unterzubringenden Informationen erscheinen optische Speicher
besonders interessant
Wird kohärentes Licht räumlich moduliert, so kann man die durch diese Lichtwelle transportierten Informationen
holografisch speichern. In diesem Fall läßt sich jeder Raumfrequenz, d. h. jedem Interferenzstreifensystem,
eine Einheit binärer Informatin (1 bit) zuordnen. Sein Vorhandensein entspricht der binären 1, sein
Fehlen der binären 0.
Jedem bit entspricht ein Punkt auf einer Gegenstandsoberfläche, dessen zugehöriges Interferenzfeld
auf der ganzen Hologrammfläche gleichmäßig gespeichert wird. Die Punkte werden dabei als Raster im
Raum angeordnet. Wird so ein Punkteraster von der der Hologrammfläche abgewandten Seite kohärent beleuchtet
so werden die binären Zahlen parallel in das Hologramm eingeschrieben.
Für jedes bit der parallel auszulesenden Informationen ist nun ein eigener Fotodetektor nötig. Bei
begrenztem technischen Aufwand ist es ausgeschlossen, den gesamten Inhalt eines Großspeichers parallel
auszugeben. Man kann jedoch die Speicherfläche in kleine Unterhologramme einteilen, deren Kapazität
einem parallel auslesbaren Bruchteil der Gesamtkapazität entspricht und üblicherweise in der Größenordnung
103 bis 105 bit liegt Beim Lesen wird jeweils nur ein
Unterhologramm rekonstruiert, indem es durch einen Wiedergabestrahl vom Querschnitt der Fläche eines
Unterhologramms beleuchtet wird. Der Strahl wird dabei durch eine Ablenkeinheit über die Speicherfläche
geführt.
Die Speicherkapazität ist das Produkt aus der Zahl der durch die Ablenkeinheit unterscheidbaren Strahlrichtungen
— sie bestimmt die Zahl der Unterholo- λ
gramme — und der Kapazität eines Unterhologramms. %
Um eine holografische Speicherplatte mit Unterhologrammen belegen zu können, muß der Beleuchtungsstrahl jeweils auf den Ort der Speicherplatte gerichtet
werden, an dem ein Unterhologramm eingeschrieben werden soll. Die Strahlführung erfolgt beispielsweise
durch Verschieben der Lichtquelle in einer Ebene parallel zur Speicherplatte, durch Lichtablenker, wie
kardanische Drehspiegel, akustooptische oder elektrooptische Ablenker, oder durch Verschieben der
Linsenoptik in ihrer Ebene. Die von der Praxis geforderten hohen Speicherdichten bedingen große
Bildraumwinkel der Linsenoptik. Dem Öffnungsverhältnis und dem Bildkreisdurchmesser der Linsenoptik sind
jedoch Grenzen gesetzt, die die Speicherkapazität der Hologrammplatte beschränken.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum holografischen Speichern von Informationen
anzugeben, wobei die zu speichernden Informationen, z. B. rasterförmig, in einer Informationsmaske
angeordnet werden und jede Informationsmaske mittels einer Linsenoptik als Unterhologramm in einer ■
holografischen Speicherplatte eingeschrieben wird und womit die durch die Linsenoptik beschränkte Speicherkapazität
erhöht werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß durch ein zwischen der Linsenoptik und der Informationsmaske
im Strahlengang angebrachtes optisches Bauelement zusätzliche Strahlrichtungen erzeugt werden,
die über das von der Linsenoptik allein erzeugte Bildfeld hinausgreifen und so die Gesamtspeicherkapazität
der Speicherplatte erhöhen.
Eine bevorzugte Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus einer Informationsmaske und
einer Linsenoptik, die die Informationsmaske auf einer holografischen Speicherplatte abbildet, sowie einem
den Bildkreisdurchmesser der Linsenoptik vergrößernden optischen Bauelement das als Phasenkreuzgitter
ausgebildet ist.
Bei einer anderen bevorzugten Anordnung ist das optische Bauelement als einfaches Phasengitter ausgestaltet.
Vorteilhafterweise werden sowohl das Phasenkreuzgitter als auch das einfache Phasengitter so gestaltet,
daß sie eine Vielzahl von unterscheidbaren Strahlrich-
tungen erzeugen.
Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung des Phasenkreuzgitters besteht darin, daß es nur vier unterscheidbare
Strahlrichtungen erzeugt, die einen möglichst großen Winkel miteinander einschließen.
Eine andere vorzugsweise Ausgestaltung des einfachen Phasengitters besteht darin, daß es nur zwei
unterscheidbare Strahlrichtungen erzeugt.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der Figur näher erläutert werden.
1 stellt einen in Pfeilrichtung auf die Linsenoptik 2 auftreffenden Lichtstrahl dar. 4 ist die Informationsmaske,
die als Unterhologramm 7 in einer holografischen Speicherplatte 6 eingeschrieben werden soll. 8 bezeichnet
den zur holografischen Aufnahme notwendigen Referenzstrahl, 5 ist eine verschiebbare Blende, deren
Öffnung gleich der Fläche eines Unterhologramms ist. Die Stellung dieser Blende bestimmt den Ort, an dem
das Unterhologramm in die Speicherplatte 6 eingeschrieben wird. 3 ist das Phasenkreuzgitter oder das
einfache Phasengitter mit dem, wie in der Zeichnung angedeutet, mehrere Strahlrichtungen erzeugt werden
können.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist die folgende: Entfernt man die Informationsmaske aus dem
Strahlengang, so erzeugt die Linsenoptik allein nur eine Beleuchtungsstrahlrichtung. Durch Verschieben der
Optik oder Ablenken des Lichtstrahles ist eine gewisse Schwenkung des Strahles möglich. Diese reicht jedoch
nicht aus, die gesamte zur Verfügung stehende Fläche der holografischen Speicherplatte zu bestreichen.
Durch das im Strahlengang aufgestellte einfache Phasen- oder Phasenkreuzgitter werden, entsprechend
der Anzahl der Öffnungen, durch Beugung zusätzliche Strahlrichtungen erzeugt, womit eine größere Fläche
der holografischen Speicherplatte mit Unterhologrammen belegt werden kann. Für jedes Unterhologramm
wird eine neue Informationsmaske in den Strahlengang gebracht und durch Verschieben der Blende die Stelle
bestimmt, an der dieses Unterhologramm eingeschrieben werden soll.
Da die Intensität der höheren Beugungsordnungen
Da die Intensität der höheren Beugungsordnungen
ίο mit steigender Ordnungszahl abnimmt, ist nur eine
begrenzte Anzahl von abgebeugten Ordnungen verwertbar. Außerdem muß der Referenzstrahl wegen der
ungleichen Intensität des Beleuchtungsstrahles in den verschiedenen Richtungen in seiner Intensität nachge-
!5 stellt werden, was sich jedoch ohne Schwierigkeiten bewerkstelligen läßt
Da die Zahl der mit einfachen Phasen- oder Phasenkreuzgittern erzeugbaren Strahlrichtungen und
der von ihnen eingenommene Winkelraum nicht beliebig groß gemacht werden kann, andererseits aber
die Zahl der Unterhologramme einer holografischen Speicherplatte von 10 · 10 cm2 Fläche in der Größenordnung
von 103 bis 104 liegt, empfiehlt sich eine
Kombination des einfachen Phasen- oder des Phasenkreuzgitters mit den bekannten Methoden der Strahlführung.
Durch Verwendung eines einfachen Phasen- oder Phasenkreuzgitters in einer Anordnung nach der Figur
konnte die Speicherkapazität einer holografischen Speicherplatte um den Faktor 3 erhöht werden,
gegenüber der Speicherkapazität, die mit derselben Anordnung, aber ohne Verwendung eines einfachen
Phasen- oder Phasenkreuzgitters erreichbar war.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zum holografischen Speichern von Informationen, wobei die zu speichernden Informationen
rasterförmig in einer Informationsmaske angeordnet sind und jede Informationsmaske mittels
einer Linsenoptik als Unterhologramm in einer holografischen Speicherplatte eingeschrieben wird,
dadurch gekennzeichnet, daß durch ein zwischen der Linsenoptik und der Informationsmaske
im Strahlengang angebrachtes optisches Bauelement zusätzliche Strahlrichtungen erzeugt werden,
die über das von der Linsenoptik allein erzeugte Bildfeld hinausgreifen und so die Gesamtspeicherkapazität
der Speicherplatte erhöhen.
2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Informationsmaske und einer Linsenoptik, die die Informationsmaske auf einer holografischen Speicherplatte
abbildet sowie einem den Bildkreisdurchmesser der Linsenoptik vergrößernden optischen Bauelement,
dadurch gekennzeichnet, daß dieses optische Bauelement ein Phasenkreuzgitter ist
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
dieses optische Bauelement ein einfaches Phasengitter ist
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das Phasenkreuzgitter so gestaltet ist,
daß es eine Vielzahl von unterscheidbaren Strahlrichtungen erzeugt.
5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das Phasenkreuzgitter so gestaltet ist,
daß es vier unterscheidbare Strahlrichtungen erzeugt
6. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das einfache Phasengitter eine Vielzahl
von unterscheidbaren Strahlrichtungen erzeugt.
7. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß das einfache Phasengitter zwei
unterscheidbare Strahlrichtungen erzeugt.
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DE2108113C1 true DE2108113C1 (de) | 1978-10-19 |
Family
ID=5799322
Family Applications (1)
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Country Status (4)
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- 1971-02-19 DE DE2108113A patent/DE2108113C1/de not_active Expired
- 1971-11-01 GB GB50704/71A patent/GB1506557A/en not_active Expired
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1972
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Also Published As
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