DE2130731A1

DE2130731A1 - Anordnung zum holografischen Speichern von Informationen

Info

Publication number: DE2130731A1
Application number: DE19712130731
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Graf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-06-21
Filing date: 1971-06-21
Publication date: 1972-12-28
Also published as: NL7208119A; DE2130731B2; LU65542A1; DE2130731C3; BE785201A; GB1384282A; FR2143042A1; IT956572B

Description

Anordnung zum ,holografischen Speichern von Informationen

Die Erfindung "betrifft eine Anordnung zum holografischen Speichern von Informationen, die aus einer einen Objekt-Strahl und einen Referenzstrahl aussendenden Beleuchtungsquelle, einer Stra,blaufweitungsoptik, einer Linsenoptik und einer Informationsmaske "besteht.

In der Datenverarbeitung entwickelt sich ein ständig steigend&r Bedarf an Ciroßspe ichern. Infolge der hohen Dichte der im-Querschnitt eines Lichtbündels unterzubringenden Informationen erscheinen optische Speicher besonders interessant.

V/ird kohärentes Licht räumlich moduliert, so kann man die durch dieas Lichtwelle transportierten Informationen holografisch speichern. In diesem Fall läßt sich jeder Reauirfrequeniä, d.h. jedem Interfereuzst-reifensystem, eine Einheit binärer Information (1 bit) zuordnen. Sein Vorhandensein entspricht der "binären 1, sein Fehlen der binären O.

Jedem bit entspricht ein Punkt auf einer Gegenstandsoberfläche, dessen zugehöriges Interferenzfeld auf der ganzen Holograramfläclie gleichmäßig gespeichert wird. Die Punkte werden dabei als Ranter im Raum angeordnet. Wird so ein Punktsrantor von der der Hologramm.·?lache 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 einen Großspeichers parallel auszugeben. Man kann jedoch die Speicher-

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fläche in kleine Unterhologramme einteilen, deren Kapazität ~ einem parallel auslesbaren Bruchteil der Gesamtkapazität ent spricht und üblicherweise in der Größenordnung IQr bis 10 ■ bit liegt. Beim Leeen 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 Ablenkeinheit unterscheidbaren Strahlrichtungen - sie bestimmt die Zahl der ünterholograinme - und der Kapazität eines Unter-))< holograrams. ■

Um eine holografische Speicherplatte mit Unterhologramraen "belegen zu können, muß der Bele\ichtungs3trahl jeweils auf den Ort der Speicherplatte gerichtet werden, an dem ein Unterhologramra eingeschrieben werden soll. Die Strahlführung erfolgt beispielsweise durch Verschieben der Linsenoptik in ihrer " Ebene. (L.K. Anderson: High Capacity Holographie Memory 1969 Intermag Conference, Amsterdam)«. Die von der Praxis geforderten hohen Speicherdichten bedingen große Bildieaümv/inke'l der Linsenoptik. Dem Öffmmgsverhältniß und dem Bilclkreis™ durchmesser der Linsenoptik sind jedoch Grenzen geso^zty'clie die Speicherkapazität dex^% Holograinmplatte beschränken> so daß " die erreichbare Gesamtkapazität mit einer derartigen. An-

Ordnung auf weniger als 10 bit beschränkt ist, da das Öffnungßverhältnis optischer Linsen bei großer Apertur nur mit großem Aufwand größer als 1:1 gemacht werden Kann. Außerdem werden noch an die benötigten Linsen hinsich-tlich der,Korrektur der Linsenfehler hohe Anforderungen gea teilt.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde eine Anordnung zum holografischen Speichern von Informationen-

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anzuge"ben, bestehend aus einer einen Objekt strahl und einen Referenzstrahl aussendenden Beleucbtungnquelle, einer Strahlaufweitungsoptik, einer Linsenoptik und einer Informationsmaske und für die nur sphärisch korrigierte und damit relativ billige Linsen erforderlich sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß zwischen der Beleuchtungsquelle und der· Strahlaufweitungsoptik mindestens eine flexible Lichtleitfaser angebracht ist, durch die. der Objektstrahl geführt wird, und daß die Strahlaufweitungsoptik mit der Linsenoptik und dem flexiblen Lichtleitfaserende eine bauliche Einheit bildet, die um einen Punkt auf ihrer optischen Achse verschwenkbar ist. Vorzugsweise liegt dieser Drehpunkt in der Ebene'der Informationsmaske. ■

Die Linsen der Strahlaxifweitungsoptik sind vorzugsweise verschiebbar, so daß der von der Linsenoptik erzeugte Fokus in einer Ebene bleibt, wenn die aus Linsenoptik,. Stahlaufweitungsoptik und Lichtleitfaser bestehende bauliche Einheit um ihren auf der optischen Achse liegenden Drehpunkt geschwenkt wird.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Figur näher erläutert werden.

Mit 1 ist eine im Raum feststehende Beleuchtungsquelle bezeichnet, beispielsweise ein Laser, dessen Lichtstrahl durch einen teildurchlässigen Spiegel 2 in zwei Teilstrahlen aufgespalten wird. Einer der beiden Teilstrahlen wird durch das StrahlaufWeitungssystem 5 im Querschnitt vergrößert und dient als Referenzstrahl 4 für die holografische Aufnahme" von Unterhologrammen auf die Speicherplatte 5. Der andere Teilstrahl, der als Objektstrahl dient, tritt in den flexiblen Lichtleiter 6 ein, der aus einem oder

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mehreren Lichtleitfasern besteht. Nach Verlassen des Lichtleiters 6 wird der !Peilstrahl durch die Strahlaufweitungsoptik 9 aufgeweitet und durchsetzt dann die Linsenoptik 7» die die als Unterhologramm aufzunehmende Informationsmaske 8 auf die holografische Speicherplatte 5 abbildet. Die Linsenoptik 7, die Strahlaufweitungsoptik 9 und das Ende des Lichtleiters 6 bilden eine bauliche Einheit, die in ihrer Gesamtheit um einen Punkt' 11 auf ihrer optischen Achse 10 geschwenkt werden kann. Das Ende des Lichtleiters 6 ist dabei im Verhältnis zur Linsenoptik 7 so angebracht, daß die Linsenoptik nur paraxiale Strahlen zu fokussieren hat.

Die Linsen der Strahlaufweitungsoptik 9 sind so zueinander verschiebbar, daß der von der Linsenoptik erzeugte Fokus in der Ebene der holografischen Speicherplatte 5 bleibt, wenn die aus Linsenoptik 7, Stahlaufweitungsoptik 9 und dem Ende'des Lichtleiters 6 gebildete baulich Einheit um ihren Drehpunkt 11 auf der optischen Achse 10 geschwenkt wird.

Selbstverständlich ist es auch möglich, einen zusätzlichen flexiblen Lichtleiter in den Weg des Referenzstrahles zwischen dem teildurchlässigen Spiegel 2 und dem, in diesem Fall ebenfalls schwenkbaren, Strahlaufweitungssystera 3 anzuordnen um so den Referenzstrahl 4 auf jeden gewünschten Ort der Speicherplatte 5 zu lenken.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist die auf der Speicherplatte 5 erreichbare Gesamtkapazität weitgehend unabhängig vom Öffnungsverhältnis der Linsenoptik 7, da diese Linsenoptik in jeder Stellung nur noch paraxiale Strahlen fokussiert. Außerdem können relativ billige Linsen verwendet werden, da aus dem gleichen Grunde nur spährisch korrigierte Linsen notwendig sind.

3 Patentansprüche

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Claims

Paten-tanaprüche

(jp. Anordnung zum holografischen Speichern von Informationen, bestehend aus einer einen Objektstrahl und einen Referenzstrahl aussendenden Beieucbtungsquelle., einer Strahlaufweitungsoptik, einer Linsenoptik und einer Informationsmaske, dadurch gekennzeichne t , daß zwischen der Beleuchtungsquelle (T) und der Strahlaufweitungsoptik (9) mindestens eine flexible Lichtleitfaser (6) angebracht ist, durch die der Objektstrahl geführt wird, und daß die Strahlaufweitungsoptik (9) mit der Linsenoptik (7) und mit dem flexiblen Lichtleitfaserende eine bauliche Einheit bildet, die um einen Punkt (11) auf ihrer optischen Achse (10) verschwenkbar ist.
2. Anordnung zum holografischen Speichern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Linsen der Strahlauf weitungsoptik (9) verschiebbar
sind, so daß der von der Linsenoptik (7) erzeugte
Fokus in einer Ebene bleibt, wenn die aus Linsenoptik (7), Strahlaufweitungsoptik (9) und Lichtleitfaserende bestehende bauliche Einheit um ihren auf
der optischen Achse (10) liegenden Drehpunkt (11)
verschwenkt wird.
3. Anordnung zum holografischen Speichern nach Anspruch .1, dadurch gekennzeichnet , daß der Referenzstrahl (4) ebenfalls durch eine flexible Lichtleitfaser geführt wird, die zwischen dem teildurchlässigen Spiegel (2) und dem Strahlaufweitungssystem (3) angebracht ist.

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