DE2120007C3 - Holographischer Datenspeicher - Google Patents
Holographischer DatenspeicherInfo
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Description
tungen polarisiert, und daß die Vorrichtung im Die vorliegende Erfindung betrifft einen hologra-
Objektbündelstrahlengang ein Polarisationsfilter phischen Datenspeicher mit einem Speichermedium
(18) enthält, das so angeordnet ist, daß es Strah- zum löschbaren Speichern von Hologrammen, einer
lung der beim Lesen verwendeten Polarisations- einen Laser enthaltenden Einrichtung zum Erzeugen
richtung sperrt und der beim Schreiben verwen- 30 eines Strahlungsbündels und einem Bündelteüer, der
deten Polarisationsrichtung d"rchläßt. das Strahlungsbündel in ein Referenzbündel und ein
2. Datenspeicher nach Anspruch 1, dadurch Objektbündel aufteilt, von denen das Referenzbündel
gekennzeichnet, daß zwischt.' dem Laser (10) sowohl während eines Schreibvorganges als auch
und dem Bündelteüer (17) ein steuerbarer Polari- während eines Lesevorganges durch einen Referenzsationsdreher
(11) angeordnet ist und daß der 35 bündelstrahlengang auf das Speichermedium fällt,
Referenzbündelstrahlengang Strahlung beliebiger während das Objektbündel durch einen eigenen Ob-Polarisationsrichtung
durchläßt. jektbündelstrahlengang zum Speichermedium ge-
3. Datenspeicher nach Anspruch 2, dadurch langt, wobei der Datenspeicher eine Vorrichtung entgekennzeichnet,
daß der Bündelteüer ein Prisma hält, die während eines Schreibvorganges Strahlung
enthält, das gleichzeitig auch zu einem Polarisa- 4° zum Speichermedium durchläßt und während eines
tor gehört, der die in den Objektbündelstrahlen- Lesevorganges den Durchgang von Strahlung zum
gang austretende Strahlung polarisiert. Speichermedium sperrt.
4. Datenspeicher nach einem der vorhergehen- Ein bekannter holographischer Speicher für eine
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenverarbeitungsanlage enthält einea elektrisch
Referenzbündelstrahlengang die Strahlung im we- 45 beliebig zugreifbaren »Seiten«-Halbleiterspeicher.
sentlichen senkrecht auf die Oberfläche des Der Halbleiterspeicher enthält eine ebene Anord-Speichermediums
(26) wirft, während die Strah- nung von elektrisch zugreifbaren Flipflops zum Spei-Iung
aus dem Objektbündelstrahlengang schräg, ehern einer entsprechenden Anzahl von Binärziffern,
insbesondere unter einem spitzen Winkel, auf die Jedes Flipflop ist mit einer photoimpfindlichen VorOberfläche
des Speichermediums (26) fällt. 50 richtung (Photosensor) gekoppelt, mittels derer das
5. Holographischer Datenspeicher, insbeson- Flipflop durch auffallendes Licht gesetzt werden
dere nach Anspruch 1, der in der angegebenen kann. Außerdem ist mit jedem Flipflop ein Lichtven-Reihenfolge
einen Laser, eine Strahlungsbündel- til verbunden, das durch den Zustand des Flipflops
ablenkvorrichtung, einen Kollimator und einen gesteuert wird. Mittels einer Laserlichtquelle, einer
Bündelteüer, der ein abgelenktes Referenzbündel 55 Lichtablenkvorrichtung und einer holographischen
und ein in gleicher Weise abgelenktes Objektbün- Optik wird ein Hologramm der Lichtventilanordnung
del liefert, enthält, ferner mit einem löschbaren auf einem gewünschten kleinen Bereich eines viele
Medium zum Speichern von Hologrammen, solcher Bereiche enthaltenden löschbaren holograeinem
Referenzbündelstrahlengang, durch den phischen Speichermediums gebildet. Das auf diese
das abgelenkte Referenzbündel auf eine durch 60 Weise gespeicherte Hologramm kann später dann
die Ablenkung des Laserstrahlungsbündels be- durch Beleuchten abgefragt werden, wobei ein Bild
stimmte Stelle des Speichermedtums fällt und der Lichtventilanordnung erzeugt und auf die Photoeinem
Objektbündelstrahlengang, der eine Sei- sensoranordnung projiziert wird, wodurch die Inforten-Anordnung
von optisch zugreifbaren mation wieder in die Flipflops des Halbleiterspei-Speicherelementen
enthält und das abgelenkte 65 chers rückgespeichert wird. Der Halbleiterspeicher
Objektbündel auf die gleiche Stelle des Speicher- dient also als elektrische Eingangs- und Ausgangsmediums
wie das Referenzbündel wirft, dadurch einheit zum Zugriff zu jeweils einer Informationsgekennzeichnet,
daß der Referenzbündelstrahlen- seite (entsprechend einer Buchseite) von vielen sol-
chen Informationsseiten, die optisch in Form von Als Strahlablenkvorrichtung 12 · kann eine beHologrammen
auf dem löschbaren holographischen kannte digitale Strahlablenkvorricbtung verwendet
Speichermedium gespeichert sind. werden, die mit elektrisch erzeugten akustischen
Nachteilig an den bekannten Datenspeichern die- Schwingungen in einem transparenten flüssigen oder
ser Art ist die relativ komplizierte und aufwendige 5 festen Medium arbeitet Andererseits kann die Abholographische
Optik, die eine verhältnismäßig große lenkvorrichtung 12 eine digitale Lichtablenkvorrich-Anzahl
von optischen Elementen und Strahlengän- tung sein, weiche Polarisationsdreherstufen «tthaUt
gen umfaßt. So sind z. B. getrennte optische Strah- auf die jeweils ein doppelbrechender Kristall, wie
Jengänge für das zum Speichern (Schreiben) eines Calcit, folgt. In diesem Falle wird dann jedoch vorHologramms
auf dem Speichermedium erforderliche iq zugsweise die Reihenfolge des Polarisationsdrehers
Referenzbündel und für das zum Abfragen (Lesen) IX und der Ablenkvorrichtung U im Wege des
der so aufgezeichneten Information vom Speicherme- Laserstrahlungsbundels umgekehrt Da manche bedium
benötigten Referenzbündels erforderlich. kannte Ablenkvorrichtungen nur relativ kleine Ab-
Es ist ferner in der deutschen Offenltgungsschrift lenkwinkel zulassen, muß der Weg der abgelenkten
2012962 ein auf dem holographischen Prinzip ar- 15 Strahlung zwischen der Ablenkvorrichtung und dem
betender Dünnschichtspeicher vorgeschlagen wor- Ort in der Einrichtung, wo das abgelenkte Bündel
den, bei dem während des Schreibens mittels einer nutzbar gemacht wird, gegebenenfalls verhältnismäoptischen
Anordnung, die einen Objektbündelstrah- ßig groß gemacht werden. In der Zeichnung ist ein
lengang und einen Referenzbündelstrahlengang bil- Teil 13 dieses Strahlungsweges der Einfachheit haldet,
ein Phasenhologramm aufgezeichnet wird. Beim ao ber weggelassen. Um eine, gedrängten Aufbau der
Lesen kann eine Anzahl von optischen Elementen Einrichtung zu erreichen, krnn der Strahlengang
aus dem Objektbündelstrahlengang entfernt und die- durch Umlenkspiegel, wie den Spiegel 15 und weiser
dadurch unterbrochen werden. tere, nicht dargestellte Spiegel, räumlich zusammen-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu- gedrängt werden.
gründe, den optischen Aufbau eines holographischen as Das abgelenkte Strahlungsbündel vom Laser 10
Datenspeichers der eingangs angegebenen, bekannten kann irgendeinen der Strahlengänge 14, 14', 14"
Art zu vereinfachen. und dazwischenliegende, nicht dargestellte Strahlen-
Diesc Aufgabe wird durch die im Patentan- gänge durchlaufen. Das abgelenkte Strahlungsbündel
Spruch 1 gekennzeichnete Erfindung gelöst. fällt nach Reflexion am Umlenkspiegel 15 durch eine
Der Datenspeicher gemäß der Erfindung unter- 30 Kollimatorlinse 16, aus der die abgelenkten Bündel
scheidet sich dadurch vorteilhaft von dem eingangs alle parallel zum Strahlengang 14 des unabgelenkten
diskutierten bekannten holographischen Speicher, Bündels austreten.
daß der Referenzbündelstrahlengang sowohl beim Das aus der Kollimatorlinse 16 austretende Strah-
Speichern als auch beim Lesen ausgenutzt werden lungsbündel fällt auf einen Bündelteller 17, der einen
kann. Außerdem ist es nicht erforderlich, irgend- 35 Teil des einfallenden Strahlungsbündels in einen
welche optischen Elemente aus dem Objektbündel- Referenzbündelstrahlengang durchtreten läßt, wäh-
strahlengang zu entfernen, wie es bei dem vorge- rend der Rest des einfallenden Bünde's in einen Ob-
schla^enen holographischen Datenspeicher notwen- jektbündelstrahlengang reflektiert wird. Die Auftei-
dig ist. lung des einfallenden Strahlungsbündels in die zwei
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfin- 40 Strahlengänge ist unabhängig von der Polarisation
dung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. der Strahlung durch den Polarisationsdreher 11. Im
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Er- Objektbündelstrahlengang ist jedoch ein Polarisator
findung an Hand der Zeichnung näher erläutert, es 18 angeordnet, der lediglicn Strahlung der beim
zeigt Schreiben verwendeten Polarisationsrichtung durch-
F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines holo- 45 läßt, die dann vorliegt, wenn der Polarisationsdreher
graphischen Datenspeichers gemäß der Erfindung 11 an die Klemme W angeschlossen ist. Der Bündel-
und teiler 17 kann einfach aus einem teildurchlässtgen
F i g. 2 eine p?rspektivische Ansicht eines Teiles Spiegel bestehen. Bündelteiler 17 und Polarisator 18
des Datenspeichers gemäß F i g. 1. können gewünschtenfalls durch ein polarisierendes
D°.r in F i g. 1 schematisch dargestellte Datenspei- 50 Bündelteilerprisma ersetzt werden, das aus zwei dreicher
enthält einen Laser 10, einen Polarisationsdre- eckigen doppelbrechenden Kristallen desselben Mäher
11 und eine Strahlablenkvorrichtung 12, weiche lerials besteht, die mit unterschiedlicher Orientierung
eine Ablenkanordnung X für die x-Richtung und ihrer optischen Achsen zusammengesetzt sind, oder
eine Ablenkanordnung Y für die y-Richtung enthält. durch eine doppelbrechende Krist&Ilplatte, die sich in
Der Laser 10 kann ein bekannter gepulster Festkör- 55 einer Flüssigkeit mit einem geeigneten Brechungsinperlaser
sein, der in einer einzigen Transversalmode djx befindet.
schwingt und ein polarisiertes, gut kollimiertes Licht- Zusätzlich zum Polarisator 18 enthält der Objektbündel
liefert. Der Polarisationsdreher 11 ist eben- bündelstrahlengang in der angegebenen Reihenfolge
falls bekannt, er dreht die Polarisationsrichtung des eine Linse 20, einen ebenen Spiegel 22, eine Linse
durchfallenden Laserstrahlungsbündels in eine von 60 24, eine Beleuchtungsholograromanordnung 27, eine
zwei um 90° verschiedene Richtungen entsprechend Linse 28 und ein Objekt 30, bei dem es sich um
elektrischen Eingangssignalen, die ihm von Klem- einen »Seuen«-Halbleiterspeicher handeln kann. Der
men R und W zuführbar sind. Der Polarisationsdre- Polarisator 18 kann sich im Objektbündelstrahlenher
11 kann ein elektro-optisches Material, z.B. gang irgendwo zwischen dem Bündelteiler 17 und
einen Kristall aus primären Kaliumphosphat mit zwei 65 dem Beleuchtungshologramm 27 befinden. Der Spie-Elektroden,
enthalten. Wenn an den Elektroden eine gel 22 ist erforderlich, um das Bündel auf die Begeeignete
Spannung liegt, wird die Polarisationsrich- leuchtungshologrammanordnung 27 und damit auf
tung des einfallenden Bündels um 90° gedreht. ein Speichermedium 26 zu richten. Die Linsen 20
5 6
und 24 können gleiche Brennweiten F haben und im tet, und die von ihm ausgehende gebeugte Strahlung
Abstand 2 F voneinander angeordnet sein. Die Lin- beleuchtet die ganze Fläche des Objekts 30, also der
sen 20 und 24 sind Umkehrlinscn, die die Bildum- »Speicherseite« mit den binären Speichereinheiten,
kehr durch die Linse 28 rückgängig machen. Die In der Praxis wird das Beleuchtungshologramm 29
dargestellte Konstruktion gewährleistet, daß der re- 5 unter Verwendung der Lichtventilanordnung im Ob-
flcktierte und der durchgelassene Teil eines auf den jekt 30 als Gegenstand hergestellt, so daß das Be-
Bündelteiler fallenden Lichtbündcls, z.B. des Bün- leuchtungshologramm im Betrieb lediglich die Licht-
dels im Strahlengang 14', auf dieselbe Stelle des ventile der verschiedenen Speichereinheiten, die in
Speichermediums fallen. Der durchgelassene Teil F i g. 2 durch kleine Kreise dargestellt sind, des Ob-
verläuft dabei direkt, geradlinig zum Speicherme- io jekts 30 beleuchtet, so daß kein Licht durch Beleuch-
dium 26. Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß tung der Zwischenräume zwischen den Lichtventilen
im Betrieb jeweils ein Bündel in den Bündelteiler verlorengeht. Wenn das einfallende Bündel so abge-
eintritt und jeweils ein Teilbündel durch den Objekt- lenkt ist, daß es auf das Beleuchtungshologramm 29"
bündel- und Referenzbündel-Strahlengang auf das fällt, wird das Objekt 30 in der entsprechenden
Speichermedium fallen. Das einfallende Bündel und 15 Weise beleuchtet, dasselbe gilt auch für die anderen
die Teilbündel verlaufen also jeweils längs einem der Beleuchtungshologramme der Beleuchtungsholo-
dargestellten Wege (oder einem dazwischenliegenden grammanordnung 27.
Weg), der wegen der Ablenkung in zwei Koordina- Der das Objekt 30 bildende »Seiten«-Speicher betenrichtungen
auch hinter und vor der Zeichenebene steht aus einer integrierten Anordnung von elektrisch
der F i g. 1 liegen kann. »° und optisch zugreifbaren Speichereinheiten. Jede der
Das den Objektbündelstrahlengang durchlaufende Speichereinheiten, die in F i g. 2 durch einen kleinen
Teilbündel fällt jeweils auf ein Beleuchtungsholo- Kreis in dem das Objekt 30 bezeichnenden Quadrat
gramm der Beleuchtungshologrammanordnung 27. angedeutet sind, kann ein bistabiles Transistor-Flip-Jedes
Beleuchtungshologramm ist so ausgestaltet, flop, einen Photosensor, der das Flipflop durch eindaß
es bei Beleuchtung durch ein schmales einfallen- as fallendes Licht zu setzen gestattet, und ein durch den
des Bündel ein divergierendes, sich verbreiterndes Zustand des Flipflops gesteuertes Lichtventil enthal-Bündel
liefert, das die das Objekt 30 bildende Seiten- ten, das je nach dem Zustand des Flipflops Licht
anordnung aus binären Speichereinheiten beleuchtet. durchläßt bzw. reflektiert oder sperrt. Der Aufbau
Der nicht gebeugte Teil der Objektbündel in den eines solchen Speichers ist in der deutschen Offenle-Strahlengängen
14, 14', 14" wird in einem nicht dar- 30 gungsschrift 2 050 716 beschrieben,
gestellten Streulichtabsorber absorbiert. Beim Objekt Das durch die Lichtventile in dem Halbleiterspei-30 ist eine »Seiten«-Linse 28 angeordnet, die die eher (Objekt 30) fallende Licht wird auf einen klei-■£jj divergierende Strahlung auf einen kleinen Bereich nen Bereich 32 des holographischen Speichermedi- -•'i des holographischen Speichermediums26 abbildet; ums 26 fokussiert. Durch das Zusammenwirken des ^l z. B. fällt das mittlere Bündel im Strahlengang 14, 35 fokussierten Objektbündels und des Referenzbündels ?§\ wie in F i g. 1 und 2 dargestellt ist, auf ein mittleres entsteht im Bereich 32 ein Hologramm der »Seite« Sg Beleuchtungshologramm 29 in der Beleuchtungsho- aus der Anordnung der Lichtventile. Die in einem '<> logrammanordnung 27, das ein konisch oder pyrami- Hologramm im Bereich 32 enthaltene Information £·. denförmig divergierendes volles Bündel auf die Linse kann dadurch abgefragt und in den das Objekt 30 :\£i 28 und das Objekt 30 projiziert, von wo es dann zum 40 bildenden Seiten-Halbleiterspeicher rückgespeichert pt kleinen Bereich 32 des Speichermediums 26 konver- werden, daß man das Hologramm im Bereich 32 aus-IJi giert. Das abgelenkte Lichtbündel im Strahlengang schließlich mit einem Referenzbündel geeigneter In- :$£ 14' fällt z.B. auf ein Beleuchtungshologramm 29', tensität beleuchtet und damit durch Reflexion ein ^ das ein sich in einem konischen oder pyramidenför- optisches Bild der gespeicherten Anordnung der ;£ migen Raum zur Linse 28 und zum Objekt 30 aus- 45 Lichtventile am Ort der Photosensoren der Speicher-'".£ breitendes gebeugtes Strahlungsbündiel liefert, das einheiten erzeugt, wodurch die entsprechenden FHpv durch die Linse dann auf einen kleinen Bereich 32" flops gesetzt werden. Die in den Flipflops gespei- ;.-■.'. des holographischen Speichermediums 26 fokussiert cherte binäre Information entspricht der ursprünglich ■ ;·■■.; wird. Das abgelenkte Lichtbündel im Strahlengang bei der Erzeugung des Hologramms im Bereich 32 V- 14' beleuchtet ein Beleuchtungshologramm 29' und 50 gespeicherten Information und kann elektrisch aus das von diesem ausgehende gebeugte Bündel konver- den Flipflops herausgelesen werden,
giert schließlich in einem kleinen Bereich 32' des Das löschbare holographische Speichermedium 26 Speichermediums 26. Der Abstand zwischen dem kann eine etwa 12 nm (zweimillionstel Zoll) dicke Beleuchtungshologramm 27 und dem holograph!- Mangan-Wismut-Schicht auf einem orientierten Subschen Speichermedium 26 ist vorzugsweise gleich 55 strat, wie Glimmer oder Saphir, oder auf einem dem Vierfachen der Brennweite der in der Mitte an- amorphen Substrat, wie Glas, enthalten. Die Ancrdgeordneten Linse 28, so daß der Abbildungsmaßstab nung wird anfänglich erhitzt, so daß die Mangan-1:1 ist. Wismut-Schicht monokristallin wird, später wird sie F i g. 2 ist eine perspektivische Darstellung der Be- dann einem starken Magnetfeld ausgesetzt, das alle leuchtungshologrammanordmmg 27, der Linse 28, 60 magnetischen Atome mit ihren Nordpolen in einer des Objekts 30, das aus einer Anordnung binärer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Schicht aus-Speichereinheiten besteht, und des holographischen richtet. Die Magnetisierungsrichtung von Elementar-Speichermediums 26. Die Beleuchtungshologramm- bereichen der Schicht kann durch optische Strahanordnung27 besteht aus einer Anzahl von einzel- lungsenergie von einem Laser, die zu einer Warnen Phasenhologrammen, von denen jeweils eines 65 meentwicklung führt, geändert werden. Man bezeichdurch ein einfallendes Strahlungsbändel beleuchtet net dies als Curiepunktspeicherung oder -aufzeichwird. Wenn es sich um das unabgelemkte Strahlungs- nung. Wenn das auf diese Weise im magnetischen Windel 14 handelt, wird das Hologramm 29 beleuch- Zustand der Schicht aufgezeichnete optische Muster
gestellten Streulichtabsorber absorbiert. Beim Objekt Das durch die Lichtventile in dem Halbleiterspei-30 ist eine »Seiten«-Linse 28 angeordnet, die die eher (Objekt 30) fallende Licht wird auf einen klei-■£jj divergierende Strahlung auf einen kleinen Bereich nen Bereich 32 des holographischen Speichermedi- -•'i des holographischen Speichermediums26 abbildet; ums 26 fokussiert. Durch das Zusammenwirken des ^l z. B. fällt das mittlere Bündel im Strahlengang 14, 35 fokussierten Objektbündels und des Referenzbündels ?§\ wie in F i g. 1 und 2 dargestellt ist, auf ein mittleres entsteht im Bereich 32 ein Hologramm der »Seite« Sg Beleuchtungshologramm 29 in der Beleuchtungsho- aus der Anordnung der Lichtventile. Die in einem '<> logrammanordnung 27, das ein konisch oder pyrami- Hologramm im Bereich 32 enthaltene Information £·. denförmig divergierendes volles Bündel auf die Linse kann dadurch abgefragt und in den das Objekt 30 :\£i 28 und das Objekt 30 projiziert, von wo es dann zum 40 bildenden Seiten-Halbleiterspeicher rückgespeichert pt kleinen Bereich 32 des Speichermediums 26 konver- werden, daß man das Hologramm im Bereich 32 aus-IJi giert. Das abgelenkte Lichtbündel im Strahlengang schließlich mit einem Referenzbündel geeigneter In- :$£ 14' fällt z.B. auf ein Beleuchtungshologramm 29', tensität beleuchtet und damit durch Reflexion ein ^ das ein sich in einem konischen oder pyramidenför- optisches Bild der gespeicherten Anordnung der ;£ migen Raum zur Linse 28 und zum Objekt 30 aus- 45 Lichtventile am Ort der Photosensoren der Speicher-'".£ breitendes gebeugtes Strahlungsbündiel liefert, das einheiten erzeugt, wodurch die entsprechenden FHpv durch die Linse dann auf einen kleinen Bereich 32" flops gesetzt werden. Die in den Flipflops gespei- ;.-■.'. des holographischen Speichermediums 26 fokussiert cherte binäre Information entspricht der ursprünglich ■ ;·■■.; wird. Das abgelenkte Lichtbündel im Strahlengang bei der Erzeugung des Hologramms im Bereich 32 V- 14' beleuchtet ein Beleuchtungshologramm 29' und 50 gespeicherten Information und kann elektrisch aus das von diesem ausgehende gebeugte Bündel konver- den Flipflops herausgelesen werden,
giert schließlich in einem kleinen Bereich 32' des Das löschbare holographische Speichermedium 26 Speichermediums 26. Der Abstand zwischen dem kann eine etwa 12 nm (zweimillionstel Zoll) dicke Beleuchtungshologramm 27 und dem holograph!- Mangan-Wismut-Schicht auf einem orientierten Subschen Speichermedium 26 ist vorzugsweise gleich 55 strat, wie Glimmer oder Saphir, oder auf einem dem Vierfachen der Brennweite der in der Mitte an- amorphen Substrat, wie Glas, enthalten. Die Ancrdgeordneten Linse 28, so daß der Abbildungsmaßstab nung wird anfänglich erhitzt, so daß die Mangan-1:1 ist. Wismut-Schicht monokristallin wird, später wird sie F i g. 2 ist eine perspektivische Darstellung der Be- dann einem starken Magnetfeld ausgesetzt, das alle leuchtungshologrammanordmmg 27, der Linse 28, 60 magnetischen Atome mit ihren Nordpolen in einer des Objekts 30, das aus einer Anordnung binärer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Schicht aus-Speichereinheiten besteht, und des holographischen richtet. Die Magnetisierungsrichtung von Elementar-Speichermediums 26. Die Beleuchtungshologramm- bereichen der Schicht kann durch optische Strahanordnung27 besteht aus einer Anzahl von einzel- lungsenergie von einem Laser, die zu einer Warnen Phasenhologrammen, von denen jeweils eines 65 meentwicklung führt, geändert werden. Man bezeichdurch ein einfallendes Strahlungsbändel beleuchtet net dies als Curiepunktspeicherung oder -aufzeichwird. Wenn es sich um das unabgelemkte Strahlungs- nung. Wenn das auf diese Weise im magnetischen Windel 14 handelt, wird das Hologramm 29 beleuch- Zustand der Schicht aufgezeichnete optische Muster
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ein Phasenhologramm ist, tritt bei der Reflexion gespeicherte Hologramm der Seite bleibt erhalten,
eines Referenz- oder Abiragebündels an der Schicht bis es absichtlich "wieder gelöscht wird. Jedes eincine
Polarisationsdrehung durch den magnetischen zelnc Seiten-Hologramm auf dem Speichermedium
Kerr-EITekt ein, so daß eine Wiederherstellung des 26 kann dadurch gelöscht werden, daß man das beoptischcn
Bildes in einer Bildebene möglich ist, in 5 treffende Hologramm mit einem Lichtbündel beder
eine Einrichtung (»Verbraucher«) zur Nutzbar- leuchtet, dessen Intensität kleiner ist als es für die
msjhung des Bildes angeordnet werden kann. Die Curiepunktspeicherung erforderlich ist, während ein
Abfrage kann auch unter Ausnutzung der magneto- Magnetfeld herrscht, dessen Intensität nicht ausoptischen
Drehung (Faraday-Effekt) eines die Man- reicht, um •lichtbeleuchtcte Hologramme zu löschen.
gan-Wismut-Schicht durchsetzenden Referenzbün- »o Das in der beschriebenen Weise in dem kleinen
dels erfolgen. Wenn die Abfrage zerstörungsfrei sein Bereich 32 des holographischen Speichermediums 26
sol!, wird die Intensität des Referenzbündcls beim gespeicherte Seiten-Hologramm hätte bei entspre-Lescn
kleiner gemacht als die Intensität des beim chender Steuerung der .v- und y-Ablenkung des
Schreiben verwendeten Bündels, so daß das aufge- Lascrstrahlungsbündels durch die Strahlablenkvorzeichnetc
Hologramm nicht zerstört wird. Anderer- 15 richtung 12 auch an irgendeiner anderen gewünschseits
kann man beim Lesen auch ein Referenzbündel ten Stelle gespeichert werden können,
so hoher Intensität verwenden, daß die gelesene In- Wenn die Information, die als Hologramm im Beformation gelöscht wird. reich 32 des Speichermediums 26 gespeichert ist,
so hoher Intensität verwenden, daß die gelesene In- Wenn die Information, die als Hologramm im Beformation gelöscht wird. reich 32 des Speichermediums 26 gespeichert ist,
Der beschriebene Datenspeicher arbeitet fol- wieder abgefragt werden soll, wird der Schalter 34
gendermaßen: In den Halbleiter-Speicherelementen 20 auf die Lese-Klemme R umgeschaltet, und der Laser
des das Objekt 30 bildenden Seiten-Halbleiterspei- 10 wird gepulst. Das Strahlungsbündel wird nun
chers wird die gewünschte binäre Information elel·· durch den Polarisationsdreher 11 in der Lese-Polari-
trisch gespeichert. Die mit den jeweiligen Speicher- sationsrichtung polarisiert, bei der das durch den
elementen gekoppelten Lichtventile lassen Strahlung Bündelteiler 17 reflektierte Teilbündel den Polarisa·
durch, wenn eine »1« gespeichert ist, während sie 25 tor 18 nicht mehr durchsetzen kann, so daß es im
Strahlung blockieren, wenn eine »0« gespeichert ist. Objektbündelstrahlengang auch nicht bis zum Auf-
Ein Bild der Anordnung aus den Lichtventilen wird zeichnungsmedium 26 gelangen kann,
dann in Form eines Hologrammes auf einem der vie- Beim Lesen wird das auf das Hologramm im Be-
len kleinen Speicherbereiche des holographischen reich 32 auffallende Referenzbündel in ein konisches
Speichermediums 26 gespeichert. In welchem speziel- 30 oder pyramidenförmiges Volumen auf die Photosen-
len Speicherbereich die Speicherung erfolgt, hängt soren des das Objekt 30 bildenden Halbleiterspei-
von der Einstellung der Ablenkvorrichtung 12 ab. chers reflektiert. Die Photosensoren liefern entspre-
Wenn der mittlere Bereich 32 des holographischen chende Ausgangssignale, durch die Flipflops der zu-
Speichermediums 26 selektiert worden ist, wird die gehörigen Speichereinheiten entsprechend dem durch
Ablenkvorrichtung 12 so eingestellt, daß das Laser- 35 das Hologramm im Bereich 32 erzeugten Bild gesetzt
Strahlungsbündel längs des mit 14 bezeichneten sverden. Die auf diese Weise in die Flipflops zurück-
Strahlenganges verläuft. gespeicherte Information kann nun durch eine nicht
Beim Schreiben oder Speichern der im Halbleiter- dargestellte Anordnung elektrisch aus den Fhpflops
speicher enthaltenen Information auf dem hologra- herausgelesen werden.
phischen Speichermedium 26 wird der Polarisations- 40 Das Schreiben und Lesen in bzw. von den anderen
dreher 11 über einen Schalter 34 an die Schreibklem- kleinen Bereichen des Speichermediums, wie den Be-
me W angeschlossen. Das Laserstrahlungsbündel reichen 32', 32" usw., erfolgt in entsprechender
wird dadurch in der Schreib-Richtung polarisiert. Weise.
Der den Bündelteiler durchsetzende Teil des Bündels Die Intensität des zum Lesen verwendeten Refe-
fällt als Referenzbündel direkt auf den Bereich 32 43 renzbündels kann kleiner sein als die Intensität des
des Aufzeichnungsmediums. Der vom Bündelteiler zum Schreiben verwendeten Referenzbündels. Die
17 reflektierte Teil fällt durch den Polarisator 18, die Erzeugung der Bündel unterschiedlicher Intensitäten
Linse 20 wird vom Spiegel 22 reflektiert und fällt erfolgt vorzugsweise mittels elektrischer Steuersi-
durch die Linse 24 auf das Beleuchtungshologramm gnale, die Klemmen Ew bzw. Er des Lasers 10 zu-
29 in der Beleuchtungshologrammanordnung 27. Das 50 führbar sind.
Beleuchtungshologramm liefert ein divergentes Bün- Die Einsparung der Anzahl an optischen Bauteilen
del, das das Objekt 30 mit der »Seite« von Speicher- wird dadurch erreicht, daß das Referenzbündel so-
einheiten beleuchtet. Vorzugsweise beleuchtet das wohl während des Lesens als auch während des
Beleuchtungshologramm nur die Lichtventile der Schreibens (z. B. senkrecht) auf das Speichermedium
Speichereinheiten, so daß keine Strahlung durch Be- 55 fällt. Zur Abfrage des beschriebenen Speichers alsc
leuchtung der Bereiche zwischen den Lichtventilen zur Rekonstruktion eines reellen Bildes durch Refle-
verlorengeht. Die Lichtventile der Speichereinheiten xion von einem gespeicherten Hologramm in einei
geben in diesem Zeitpunkt den Speicherzustand der Lage, die das Objekt beim Aufzeichnen des HoIo-
zugehörigen Flipflops wieder, indem sie entweder das grammes einnahm) ist das Lese-Referenzbündel kon-
Licht durchlassen oder sperren. Das durch die offc- 60 jugiert zum Aufzeichnungsreferenzbündel (da es senk-
nen und gesperrten Lichtventile gebildete Muster aus recht auf die Oberfläche des Mediums einfällt). Beirr
Lichtpunkten wird auf den kleinen Bereich 32 des Speichern verläuft das Schreib-Referenzbündel durch
holographischen Speichermediums projiziert. Durch den gleichen optischen Strahlengang wie während
die Interferenz des vom Objekt 30 durchgelassenen des Lesens und außerdem kann dann auch das Ob-
Objektbündels mit dem Referenzbündel entsteht ein 65 jektbündel (unter einem von 90° und 0° verschiede-
Hologramm der betreffenden Informationsseite auf nen Winkel, insbesondere einem spitzen Winkel) auJ
dem kleinen Bereich 32 des Speichermediums 26. die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums fallen
Das auf diese Weise in der Mangan-Wismut-Schicht um das Hologramm zu bilden.
409640/159
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1. Holographischer Datenspeicher mit einem jektbündelstrahlengang eine Anordnung (20, 22,
Speicbermediura zum löschbaren Speichern von 5 24, 27, 28) enthält, die das abgelenkte Objekt-Hologrammen,
einer einen Laser enthaltenden bündel während eines Schreibvorganges unter Einrichtung zum Erzeugen eines Strahlungsbün- einem festen, von 90° verschiedenen, insbesondels
und einem Bündelteüer, der das Strahlungs- dere spitzen Winkel auf die Oberfläche des
bündel in ein Referenzbündel und ein Objektbün- Speichermediums (26) wirft
del aufteilt, von denen das Referenzbündel so- iq 6. Datenspeicher nach Anspruch 5, dadurch
wohl während eines Schreibvorganges als auch gekennzeichnet, daß das Objektbündel einen zwi-
während eines Lesevorganges durch einen Refe- sehen dem Laser und dem Kollimator angeordne-
renzbündelstrahlengang auf das Speiebermedium ten Polarisationsdreher (11) durchläuft und daß
fällt, während das Objektbündel durch einen im Objektbündelstrahlengang ein Polarisator (18)
eigenen Objektbündelstrahlengang zum Speicher- 15 angeordnet ist.
medium gelangt, wobei der Datenspeicher eine 7. Datenspeicher nach Anspruch 6, dadurch
Vorrichtung enthält, die während eines Schreib- gekennzeichnet, daß der Polarisator und der
Vorganges Strahlung zum Speichermedium durch- Bündelteiler aus einem polarisierenden Bündelläßt
und während eines Lesevorganges den teilerprisma bestehen.
Durchgang von Strahlung zum Speichermedium 20
sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß
Durchgang von Strahlung zum Speichermedium 20
sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zum Erzeugen des Strahlungs-
bündeis einen Polarisationsdreher (11) enthält,
der das Objektbündel während des Lesens und
der das Objektbündel während des Lesens und
während des Schreibens in verschiedenen Rieh- 25
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