DE2203246C3 - Verfahren zur sequentiellen holografischen Vielkanalaufzeichnung analoger oder digitaler Daten auf einem Speicherband - Google Patents

Verfahren zur sequentiellen holografischen Vielkanalaufzeichnung analoger oder digitaler Daten auf einem Speicherband

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Description

aufgezeichnet und der Objektstrah, impu.sge.astet ^^^^^^
"'Bei der sequentiellen optischen Datenspeicherung rems relativ hohen B?"^*^'?^ ist man bisher den Weg gegangen, ein zeitlich varia- werden können oder daß bei ^ ^ξ
bles Signal durch Pulsamplitudenmodulation einem 40 digkeit ^.\SlS.^al-R.aU.SC,h-^h 7i\n der Cr p h r O o h Laserstrahl aufzumodulieren und diesen intensi.äts- kann. Gleichzeitig wird die Anzahl Jer prc ^ ^ modulierten Laserstrahl mit einer kohärenten zeitlich hei, ^"Ρ^^^/^^/^0™3^^^^ r Z' er konstanten Vergleichswelle auf einem lichtempfind- und die Zugr.fTsze.t wird entsprechend d,r Zahl liehen Speichermedium interferieren zu lassen. Die Spuren reduziert.
resultierende Interferenzfigur wird dann als ein- 45 Im folgenden w.rd die Erfindung an Hand dt, I . dimensional Hologramm auf dem bewegten Spei- gurcn naher erläutert, hs zeigt . ,
cherband aufgezeichnet. Jedem Abtastimpuls en,- Fig. 1 die Anordnung der Hologjamnu . d η
spricht dabei ein Hologramm, dessen Kontrast ein einzelnen Parallelspul en ;lcs Aufzeich' ""f ":'fr^ ' Maß für die Höhe des entsprechenden Abtast- Fig. 2 eine «nematische Anordnung zur Auf-
imnulses ist 5" zeichnung von N Parallehpuren,
Bei einer anderen Anordnung (siehe unsere ältere F, g. 3 eine erste Anordnung zum Auslesen der
Anmeldung P 21 48 649.7) wurde zur nichtkohärcn- N Hologrammspuren und Auslesen der
ten sequentiellen optischen Datenspeicherung vorge- F i g. 4 emc zweite Anordnung zum Auslesen der
schlagen, mit einem pulsamplitudenmodulierlen N Parallelspuren. · u ·„ r nirhtnnp hewe
LichtWahl eindimensionale Hologramme in mehre- 55 In Fig. 1 ist mit 1 das sich .η x-R chtung b^c ren Parallelspuren auf einem Speicherband abzubil- gende Speicherband ^ic;Phnf·^^' f 'an den. In diesem Fall muß jedoch durch eine räumlich Vorschubrichtung hegen die £ ParaUe spu^ von und zeitlich getrennte Korrekturbelichtung dafür ge- denen drei dargestellt sind. Durcho- EinschrcibLn sorgt werden, daß die Gesamtbelichtung des Spei- der einzelnen Hologramme 3in,Parallel·P«™" £"" cherbandcs bei jeder Aufnahme konstant bleibt. 60 die Geschwindigkeit des sich in.hon^'er^™J Bei wieder einer anderen Anordnung (siehe unsere bewegenden Bandes 1 so gewah we£ .α3 β^ ältere Anmeldung P 20 56 025.2) wurde zur opti- Beendigung eines vertikalen Schreibzyklus das Bandl s 1 en Datenspeicherung vorgeschlagen, einen modu- gerade um die Strecke Ax ^'SS'^durfeS Sh lierten Objektstrahl und einen Referenzstrahl auf über der einspurigen Aufzeichnung ™d«aert sich einem lichtempfindlichen Speichermedium interferie- 65 demnach die W'«lergabebandgeschw.nd,gke.t um ren zu lassen, so daß eindimensionale Hologramme einen Faktor i/N, wahrend gleichzeitig de Anzahl aufgezeichnet werden. Als Speichermedium kommt der pro Zentimeter Band gespeicherten BHs um den entweder ein bandförmiges Speichermedium oder Faktor N vergrößert wird.
<t
F i g. 2 zeigt eine schematische Anordnung zur Aufzeichnung von N Parallelspuren 2 auf dem Speicherband 1. Mit 4 ist der Objektstrahl bezeichnet, dem die zu speichernde Information mittels des Modulators 6 aufmoduliert wird, und mit 5 der zur holografischen Aufnahme notwendige Rcferenzstrahl. 9 ist ein Strahlteiler, der für die Umlenkung des Objektstrahls 4 sorgt. Zur Adressierung der einzelnen Parullelspuren 2 auf dem Speicherband 1 dient ein schnelles optisches Ablenksystem 10, beispielsweise ein akustooptischer oder elektrooptischer Ablenker. Um Verzerrungen der abzulenkenden Wellenfelder durch die elektro- oder akustooptischen Ablenker zu vermeiden, wählt man Objekt- und Referenzwellen mit Zylindergeometrie. Zu diesem Zweck befinden sich in den Strahlengängen Zylinderlinsen 7, 8 und 11. Die Zylinderachsen der Linsen 7 und 8 werden dabei parallel zur Ablenkrichtung gewählt, die wiederum senkrecht zur Bandvorschubrichtung liegt. Die zwischen der Ablenkeinheit 10 und dem Speicherband 1 angeordnete Zylinderlinse 11, deren Achse parallel zur Bandvorschubrichtung liegt, fokussiert die Objekt- und Referenzstrahlen zu dem eindimensionalen Hologramm, das dann letztlich aufgezeichnet wird.
Als Speicherband kommen dabei sowohl die üblichen holografischen Materialien als auch löschbare optische Aufzeichnungsmaterialien und thermoplastische Materialien in Frage.
Bei der in Fig. 3 dargestellten schematischen An-Ordnung zum Auslesen der gespeicherten Informationen wird das Speicherband 1 an einem Lichtstrahl 12 vorbeigeführt, der die Rekonstruktion der in Form von parallelen eindimensionalen Hologrammen 3 gespeicherten Signale auf einem Fotodetektor 15 bewirkt. Bei der hier dargestellten ersten Ausleseanordnung werden alle Hologrammspuren 2 gleichzeitig mit einer durch die Zylinderlinse 13 erzeugten Zylinderwelle beleuchtet. In der Rekonstruktionsebene der Hologramme 3 befindet sich eine Fotodetektoranordnung 15, auf deren Elemente mittels einer Zylinderlinse 14 je eine Hologrammspur abgebildet wird. Das gespeicherte Signal wird wiedergegeben, indem die an den Detektoren anfallenden Signale sequentiell mit einem elektronischen Schalter 16 abgetastet werden.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsfonn einer Ausleseanordnung ist in F i g. 4 dargestellt. Hier wird der auslesende Lichtstrahl 12, beispielsweise ein Laserstrahl, mittels einer Zylinderlinse und eines Lichtablenkers 17 sequentiell auf jede der HoIogrammspuren 2 fokussiert. Das Signal der jeweils beleuchteten Hologrammspur 2 wird nach Fokussierung mittels einer Zylinderlinse 14 von einem schlitzförmigen Fotodetektor 15, dessen Breite entsprechend dem Auflösungsvermögen der Hologramme 3 gewählt wird, in der Rekonstruktionsebene der Hologramme empfangen.
Um eine optimale Wiedefgabegeschwindigkeit zu realisieren, wählt man einen divergenten Rcfcrcnz- und einen konvergenten Objektstrahl, Zur Optimierung des Signal-Rausch-Verhältnisses und des Auflösungsvermögens muß die Wellenfront des Ausleselichtstrahls in der Bandvorschubrichtung der des Referenzstrahls bei der Aufnahme entsprechen.
Rei der Anwendung des vorgeschlagenen Vielkanalspeicherverfahrens als Ton- oder Video-Bandspeicher oder auch als Digital-Bandspeicher ist es erforderlich, die Schreib- und Auslese-Vorgänge m synchronisieren. Dazu wird dem zu speichernden Signal ein Synchronisationssignal überlagert, das die vertikale Lichtablenkung von Spur zu Spur beim Schreiben triggert und gleichzeitig in der ersten Spur gespeichert wird. Pro vertikalen Schreibzyklus wird dabei ein Synchronisationsimpuls eingeschrieben. Das Signal dieser ersten Spur dient dann beim Auslesen mit einem Fotodetektoi zum Triggern der vertikalen Detektorabtastung oder des Lichtablenkers. Beim Speichern von Video-Signalen wird diese Ablenkfrequenz gleich der der Einschreibablenkung gewählt.
Ist es erforderlich, die einzelnen Spuren oder gespeicherten Bits wahlweise zu adressieren, dann wird die Bandposition parallel zur Bandvorschubrichtung mit einem Zähler, dem das Synchronisationssignal zugeführt wird, festgestellt. Bei Erreichen der erwünschten horizontalen Position wird die vertikale Ablenkung getriggert und wiederum mit einem Zähler die Spurzahl festgelegt. Die Amplitude der Synchronisationsimpulse kann zur Kontrolle von geringen Positionsschwankungen des Spe'.chermediums senkrecht zur Bandvorschubrichtung dienen.
Gegenüber der einspurigen Aufzeichnung wird die Zugrilfszeit bei mehrspuriger Aufzeichnung entsprechend der Zahl der Parallelspuren reduziert. Der Synchronisationszeittakt wird dabei zum raschen Aufsuchen einer Information herangezogen.
Da für jeden vertikalen Schreibzyklus auf einer Synchronisationsspur ein Impuls geschrieben wird, können diese Impulse beim Suchen von einem elektronischen Zähler gezählt und das Band an der richtigen Stelle angehalten werden. Wesentlich ist, daß die Bandgeschwindigkeit beim Suchen nicht gleichförmig zu sein braucht. Letztlich wird die Zugriffszeit durch die technisch realisierbare maximale Bandgeschwindigkeit begrenzt. Auf Grund der hohen Speicherdichte ist jedoch die mittlere Zugriffszeit geringer als bei magnetischen Bandspeichern.
Verzichtet man auf Kosten der Bandgeschwindigkeit auf die größtmögliche Speicherdichte und vergrößert den Abstand benachbarter Hologramme, so daß die- von den einzelnen Hologrammen bei der Wiedergabe rekonstruierten Bilder weniger dicht beieinander liegen, so erhöht sich entsprechend dem vergrößerten Bildabstand auch das Signal-Rausch-Verhältnis. Die. einzelnen rekonstruierten Bilder können in diesem Fall schärfer getrennt und besser ausgelesen werden. Weiterhin wird dabei die Wahrscheinlichkeit des Ubersprechens durch Überlagerung benachbarter Bilder mit wachsendem Bildabstand reduziert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. eine kreisrunde Platte oder ein Zylindermantel mit
    Vifci.kanalaufzeichnung analoger oder digitaler 5 nenden Signales oestnι -^ ^.^ aurcinanderfoI.
    Daten auf einem Speicherband, wobei ein mit , ι κ,- n.,l«> heweet sich das Speichermedium
    dem aufzuzeichnenden Signal amplitudenmodu- gender Licmunpuibc β ^^. ^ Größe dk^
    lierter Objektstrahl mit einem Referenzstrahl um e»«j;tre™e ^ der ßandvorschubgeschwindig-
    interferiert und die resultierende Interferenzfigur Schrittweite JA voi ^ Bandbreite des auf-
    als eindimensionales Hologramm auf einem be- ίο keil und diese: ww Einerseits ist es wün-
    wegten Speicherband in Bewegungsrichtung auf- zuzeichnend»^1 »na J,Q so diclu wic
    gezeichnet und der Objektstrahl impulsgetastet sehenswert die «nalnen η B , zu wähl
    wird, dadurch gekennzeichnet, daß möglich zu Richer" a so a
    der Objektstrahl ein pulsamplitudenmodulierter anderersetts kann /Uc nicM Deiiea.g
    Laserstrahl ist, der zusammen mit dem zeitlich 15 werden. vorlieeenden Erfindung war es, ein
    konstanten Referenzstrahl durch eine Zylinder- Au gäbe de J^g^, afisch K en Viclkanal-
    ünse auf das Speicherband fokussiert wird, daß Verfahren zur ^u™e" Je chriebenen Art anzu-
    sowohl der Objektstrahl als auch der Referenz- aufzeicnnunS^%;SHforscnubgeschwindigkeit so-
    strahl gemeinsam durch eine Ablenkvorrichtung geben, mit dejr die B^vo^huDge g^ ^
    senkrecht zur B^ndvorschubrichtung nachein- ,0 wie die ^"^.^""an^chubecschwinditander auf mehrer, Spuren des Speicherbandes J™ «*l ™«™n*™^ '
    gerichtet werden und daß auf dem Speicherband ^'l03^!^1-^^-;^" wird vorgeschirr, zusätzlich Informationen für die Synchronisation ^™{*^ ^L^litudenmoduli^
    des Spechervorgangs aufgeze.chnet werden. f^fst aW is, der zuSamrnen mit dem zeitlich kon-
    5 stanten Referenzstrahl durch eine Zylinderlinse auf das Speicherband fokussiert wird, daß sowohl der l h d Referenzstrah tfi™™™
    das Speicherband fokussiert ,
    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren Objektstrahl als auch der Referenzstrah tfi
    zur sequentiellen holografischen Vielkanalaufzeich- durch eine Ablenkvorrichtung KJk^Uur ba.α
    nung analoger oder digitaler Daten auf einem Spei- 30 7^^
    cherband, wobei ein mit dem aufzuzeichnenden des Speicherbandcs B^cmvi . fü j;„
    Signal amplitudenmodulierter Objekts-rahl mit einem dem Speicherband zusatzhch ^rmat.™££J
    Referenzslrahl interferiert und die resuliierende In- Synchronisation des Spe.chervorgang.s
DE2203246A 1972-01-24 1972-01-24 Verfahren zur sequentiellen holografischen Vielkanalaufzeichnung analoger oder digitaler Daten auf einem Speicherband Expired DE2203246C3 (de)

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