SU1737513A1 - Method of recording and reading out frequency-selective optic information - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области вычислительной техники и предназначено дл  применени  в оптических и оптоэлектрон- ных запоминающих устройствах, использующих частоту излучени  дл  адресации к записываемым или считываемым битам информации при станичном способе ее хранени . Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  записи и считывани  информации. Способ включает в себ  вспомогательное освещение светочувствительного материала, осуществл ющее вызов страницы хранени  информации, производимое узкополосным световым излучением с частотой в пределах неоднород- но-уширенной полосы поглощени  tjsbZtgSidb - 2 светочувствительного материала, выбор которой определ ет адрес вызываемой страницы . Интенсивность этого излучени  выбирают таким , чтобы обеспечивалс  максимально возможный при данной частоте и спектральной ширине излучени  перевод материала во флуоресцентное состо ние. При записи после вспомогательного освещени  материала во врем  его нахождени  во флуоресцентном состо нии освещают материал одновременно еще двум  световыми излучени ми, первое из которых - узкополосное(с частотой в пределах неоднородно-уширенной полосы поглощени  флуоресцентного состо ни  - опреде- л ет адрес записываемого бита информации, а второе имеет частоту и интенсивность , обеспечивающие при его действии совместно с первым излучением прохождение двухквантовой фотохимической реакции в материале. При считывании после вспомогательного освещени  материала во врем  его нахождени  во флуоресцентном состо нии осуществл ют освещение материала узкополосным излучением с частотой в области неоднород- но-уширенной -полосы поглощени  флуоресцентного состо ни . Информацию считывают путем регистрации поглощени  этого излучени  материалом. 2 ил. СП с VI со %| ел со :The invention relates to the field of computer technology and is intended for use in optical and optoelectronic storage devices using the radiation frequency for addressing information to be written or readable during stanitic storage. The aim of the invention is to increase the speed of writing and reading information. The method includes auxiliary lighting of a photosensitive material that calls up the information storage page produced by narrow-band light radiation with a frequency within a non-uniformly broadened absorption band tjsbZtgSidb-2 photosensitive material, the choice of which determines the address of the called page. The intensity of this radiation is chosen so as to ensure the maximum possible transfer of the material into a fluorescent state at a given frequency and spectral width of the radiation. When recording after the auxiliary illumination of the material while it is in the fluorescent state, the material is simultaneously illuminated by two more light emissions, the first of which is narrow-band (with a frequency within the non-uniformly broadened absorption band of the fluorescent state - determines the address of the recorded bit of information , and the second has a frequency and intensity, which, when it acts together with the first radiation, ensures the passage of a two-quantum photochemical reaction in the material. Smooth lighting of the material while it is in the fluorescent state provides material illumination with narrowband radiation at a frequency in the region of the non-uniformly broadened absorption band of the fluorescent state. Information is read by recording the absorption of this radiation by the material. 2 Ill. SP with VI with% | eaten with:

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть применено в оптических и оптоэлектронных запоминающих устройствах.The invention relates to computing and can be applied to optical and optoelectronic storage devices.

Известен способ записи и считывани  оптической информации, в котором осуществлено увеличение плотности записи, благодар  использованию частоты излучени  дл  адресации к записываемым или считываемым битам информации. Этот способ основан на  влении образовани  стабильных спектральных провалов в неоднородно-уширенной полосе поглощени  светочувствительного материала. ЗаписьThere is a known method of recording and reading optical information in which an increase in the recording density is made by using the radiation frequency to address the information bits to be written or read. This method is based on the phenomenon of the formation of stable spectral dips in a non-uniformly broadened absorption band of the photosensitive material. Record

двоичной информации в нем производитс  действием узкополосного лазерного излучени , спектральна  ширина которого меньше ширины полосы поглощени  материала. Сканирование частоты лазерного излучени  при записи позвол ет записывать биты информации на разных частотах, отсто щих друг от друга не менее, чем на ширину выжигаемого провала. Считывание осуществл етс  также с помощью узкополосного лазерного излучени  меньшей интенсивности , чем при записи, путем регистрации света , прошедшего через светочувствительный материал, что позвол ет определить, имеетс  ли образованный при записи провал на частоте считывающего излучени . При этом адресаци  к нужному биту информации осуществл етс  частотным сканированием считывающего излучени .Binary information in it is produced by the action of narrow-band laser radiation, the spectral width of which is less than the width of the absorption band of the material. Scanning the frequency of the laser radiation during recording allows you to record bits of information at different frequencies that are not less than the width of the burning hole. Reading is also carried out using narrow-band laser radiation of lesser intensity than during recording by registering the light transmitted through the photosensitive material, which makes it possible to determine whether there is a gap formed during the recording at the frequency of the reading radiation. In this case, the addressing to the necessary bit of information is carried out by frequency scanning of the read radiation.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ, в котором используетс  страничный принцип хранени  информации . Дл  переключени  страниц хранени  информации (вызова нужной страницы) как при записи, так и при считывании светочувствительный материал освещают двум  до- полнительными излучени ми: сначала первым, с частотой и интенсивностью, обесг печивающими переход материала в мета- стабильное состо ние, затем вторым - с частотой в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  метастабильного состо ни  материала и спектральной шириной , меньшей ширины этой полосы. При считывании освещение обоими дополнительными излучени ми осуществл ют до освещени  основным излучением, а при записи освещение первым излучением производ т до освещени  основным излучением , а вторым - одновременно с ним. Адресаци  к нужной странице хранени  информации осуществл етс  заданием частоты второго дополнительного излучени , используемого дл  переключени  страниц.Closest to the present invention is a method in which the paging principle of information storage is used. To switch the information storage pages (call the desired page), both during recording and reading, the photosensitive material is illuminated with two additional radiations: first, with frequency and intensity, which prevent the material from being transferred to a metastable state, then with a second with a frequency in the region of a non-uniformly broadened absorption band of the metastable state of the material and a spectral width smaller than the width of this band. When reading, the illumination with both additional radiation is carried out before the main radiation, while during recording the first radiation is produced before the main radiation and the second simultaneously with it. Addressing to the desired information storage page is carried out by setting the frequency of the second additional radiation used for switching pages.

При данном способе спектральна  информационна  емкость N (число битов информации , которые могут быть независимо записаны и считаны, благодар  использованию различных оптических частот) определ етс  формулойWith this method, the spectral information capacity N (the number of information bits that can be independently written and read, using different optical frequencies) is determined by the formula

N N

Ai-AAi-A

СП&SP &

О)ABOUT)

где Ai и Да - ширины неоднородно-уширенных полос поглощени  соответственно основного и метастабильного состо ний материала;where Ai and Yes are the widths of the inhomogeneously broadened absorption bands of the ground and metastable states of the material, respectively;

5i и dz - ширины провалов, выжигаемых в полосах поглощени  соответственно основного и метастабильного состо ний. Величина N дл  известного способа можетдостигать 10 .5i and dz are the widths of the dips burned out in the absorption bands of the ground and metastable states, respectively. The value of N for a known method can reach 10.

Однако известный способ характеризуетс  недостаточным быстродействием записи и считывани , св занным с тем, что дл  переключени  страниц в нем используетс However, the known method is characterized by insufficient write and read speed due to the fact that it is used to switch pages.

процесс перевода материала в метаста- бильное состо ние, имеющее относительно низкий квантовый выход (10 -10 ). По этой причине переключение требует довольно значительного времени, определ емого выражениемthe process of converting material to a metastable state, which has a relatively low quantum yield (10 -10). For this reason, switching takes quite a long time, determined by the expression

Jfi. 9м Jfi 9m

(2)(2)

где Гр - врем  релаксации (восстановлени ) основного состо ни  материала после оптического возбуждени ;where Gr is the relaxation time (recovery) of the ground state of the material after optical excitation;

дм - квантовый выход процесса, используемого дл  переключени  страниц.dm is the quantum yield of the process used to switch pages.

Дл  светочувствительных материалов на основе органических молекул гр равно времени жизни триплетного состо ни  и может составл ть от нескольких дес тков микросекунд до нескольких секунд. СтолькоFor photosensitive materials based on organic molecules, gr is equal to the lifetime of the triplet state and can be from several tens of microseconds to several seconds. So many

большое врем  переключени  страниц tc должно приводить к малоэффективной работе известных устройств, особенно в тех случа х, когда необходим доступ к информации , записанной на разных страницах и требуетс  часта  смена страниц.A long page switching time tc should lead to inefficient operation of known devices, especially in cases where access to information recorded on different pages is necessary and frequent change of pages is required.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  записи и считывани  частотно-селективной оптической информации.The purpose of the invention is to increase the speed of recording and reading frequency-selective optical information.

Поставленна  цель достигаетс  тем, чтоThe goal is achieved by the fact that

в известном способе записи и считывани  частотно-селективной оптической информации , заключающемс  в предварительном переключении страниц информации путем освещени  светочувствительного материала , обладающего свойством фотоиндуциро- ванного образовани  провалов в полосе поглощени , излучением с частотой в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  светочувствительного материала иin the known method of recording and reading frequency-selective optical information, which consists in pre-switching information pages by illuminating a photosensitive material, which has the property of photo-induced formation of dips in the absorption band, by radiation with a frequency in the region of a non-uniformly broadened absorption band of the photosensitive material and

спектральной шириной, меньшей ширины этой полосы, при записи - в одновременном освещении светочувствительного материала первым излучением с частотой в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  светочувствительного материала и спектральной шириной, меньшей ширины этой полосы, и вторым излучением, производ щим совместно с первым излучением двухквантовую фотохимическую реакцию вthe spectral width, which is smaller than the width of this band, is recorded by simultaneously illuminating the photosensitive material with the first radiation with a frequency in the region of the non-uniformly broadened absorption band of the photosensitive material and the spectral width smaller than the width of this band, and producing a two-quantum photochemical together with the first radiation reaction in

светочувствительном материале, а при считывании - в освещении светочувствительного материала излучением с такой же частотой и спектральной шириной, что у первого излучени  при записи и в регистрации поглощени  этого излучени  светочувствительным материалом, внос тс  следующие изменени . При предварительном переключении страниц хранени  информации светочувствительный материал освещают излучением с интенсивностью и длительностью, необходимыми дл  перевода материала во флуоресцентное состо ние . При записи освещение светочувствительного материала производ т первым излучением в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  флуоресцентного состо ни  материала. При считывании освещение светочувствительного материала осуществл ют излучением в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  флуоресцентного состо ни  материала.The photosensitive material, and when read, in the illumination of the photosensitive material by radiation with the same frequency and spectral width as that of the first radiation during recording and in recording the absorption of this radiation by the photosensitive material, the following changes. When pre-switching the pages of information storage, the photosensitive material is illuminated with radiation with the intensity and duration necessary to convert the material to a fluorescent state. When recording, the illumination of the photosensitive material is produced by the first radiation in the region of the non-uniformly broadened absorption band of the fluorescent state of the material. When reading, the illumination of the photosensitive material is carried out by radiation in the region of the non-uniformly broadened absorption band of the fluorescent state of the material.

Сходными с известным способом  вл ютс  следующие признаки предлагаемого способа.Similar to the known method are the following features of the proposed method.

Наличие операции переключени  страниц при записи и считывании с использованием освещени  светочувствительного материала излучением с частотой в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  материала и спектральной шириной, меньшей ширины этой полосы. Наличие при записи операции одновременного освещени  материала двум  световыми излучени ми: первым - с частотой в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  материала и спектральной шириной, меньшей ширины этой полосы и вторым - производ щим совместно с первым двух- квантовую фотохимическую реакцию в материале . Наличие при считывании операции освещени  материала излучением с частотой в той же области, что и у первого излучени  при записи, и с той же спектральной шириной с регистрацией поглощени  этого излучени  светочувствительным материалом .The presence of a page switching operation in writing and reading using radiation of a photosensitive material by radiation with a frequency in the region of a non-uniformly broadened absorption band of the material and a spectral width smaller than the width of this band. The presence during recording of an operation of simultaneous illumination of a material by two light radiation: the first — with a frequency in the region of a non-uniformly broadened absorption band of the material and a spectral width, a smaller width of this band, and the second — producing together with the first two-quantum photochemical reaction in the material. The presence in reading of the operation of illumination of a material by radiation with a frequency in the same region as that of the first radiation during recording, and with the same spectral width with the registration of the absorption of this radiation by a photosensitive material.

Существенными отличительными признаками предлагаемого способа  вл ютс  следующие.The salient features of the proposed method are as follows.

Интенсивность и длительность (режимы ) освещени  материала при переключении страниц определ ютс  услови ми перевода материала во флуоресцентное состо ние (а не в метастабильное), что дает возможность повысить быстродействие переключени  (поскольку в этом случае квантовый выход равен единице). Частота излучени , используемого при считыванииThe intensity and duration (modes) of the illumination of the material when switching pages are determined by the conditions for converting the material to the fluorescent state (and not to the metastable state), which makes it possible to increase the switching speed (since in this case the quantum yield is equal to unity). Frequency of radiation used in reading

и первого излучени  при записи задаетс  в области неоднородно-уширенной гтолосы поглощени  флуоресцентного состо ни  материала). (У известного способа - в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  основного состо ни ). Это св зано с использованием флуоресцентного состо ни  в качестве рабочего состо ни  при записи и считывании, что, в свою очередь,and the first radiation during recording is set in the region of the non-uniformly broadened absorption band of the fluorescent state of the material). (In the known method, in the region of the non-uniformly broadened absorption band of the ground state). This is due to the use of the fluorescent state as a working state during recording and reading, which in turn

продиктовано задачами повышени  быстродействи  переключени  страниц.dictated by page-switching speeds.

Существенными отличи ми предлагаемого способа (согласно цел м) от известных решений  вл ютс  новые услови  (режимы)The essential differences between the proposed method (according to the objectives) and the known solutions are the new conditions (modes).

операций.operations.

На фиг.1 представлена блок-схема установки, позвол ющей реализовать предлагаемый способ; на фиг.2 - спектры поглощени  светочувствительного материала вFig. 1 shows a block diagram of an installation that allows the proposed method to be implemented; 2 shows absorption spectra of a photosensitive material;

области неоднородно-уширенных полос его основного и флуоресцентного состо ний на разных стади х при записи и считывании бита информации.regions of inhomogeneously broadened bands of its ground and fluorescent states at different stages when writing and reading a bit of information.

Блок-схема установки (фиг.1) содержитThe block diagram of the installation (figure 1) contains

светочувствительный материал 1, оптический затвор 2, лазер 3, селективные зеркала 4 и 5, оптические затворы 6,7, лазеры 8,9, фотоприемник 10.photosensitive material 1, optical shutter 2, laser 3, selective mirrors 4 and 5, optical shutters 6.7, lasers 8.9, photodetector 10.

На фиг.2 показаны полоса поглощени Figure 2 shows the absorption band.

основного состо ни  11, исходный (минимальный ) уровень поглощени  12 флуоресцентного состо ни , фотоиндуцированный провал 13 в полосе поглощени  основного состо ни , начальный уровень 14 поглощени  флуоресцентного состо ни , провал 16 в полосе поглощени  основного состо ни , полоса поглощени  17 флуоресцентного состо ни  в процессе перехода материала в основное состо ние, уровень поглощени ground state 11, initial (minimum) absorption level 12 of the fluorescent state, photo-induced dip 13 in the absorption band of the ground state, initial absorption level 14 of the fluorescent state, dip 16 in the absorption band of the ground state, absorption band 17 of the fluorescent state the process of transition of the material to the ground state, the absorption level

после перехода материала в основное состо ние в области полосы флуоресцентного состо ни  18 и в области провала и в полосе основного состо ни  19.after the transition of the material to the ground state in the region of the band of the fluorescent state 18 and in the region of the dip and in the band of the ground state 19.

Запись информации осуществл ют следующим образом.Information is recorded as follows.

Вначале производ т вызов страницы хранени  информации, на которую предполагаетс  производить запись, путем освещени  светочувствительного материала 1 световым излучением с частотой 1 в пределах неоднородно-уширенной полосы поглощени  11 материала и спектральной шириной, меньшей ширины этой полосы.First, the page for storing information on which recording is supposed to be produced is called by illuminating the photosensitive material 1 with light radiation with a frequency of 1 within a non-uniformly broadened absorption band 11 of the material and with a spectral width smaller than the width of this band.

Дл  этого открывают затвор 2 перестраиваемого лазера 3, работающего на частоте vi . Селективное зеркало 4 должно эффективно отражать свет с частотой v во всей области ее перестройки. Селективное зеркало 5To do this, open the shutter 2 tunable laser 3, operating at frequency vi. Selective mirror 4 should effectively reflect light with a frequency v in the entire area of its restructuring. Selective mirror 5

служит дл  освещени  материала другим излучением и должно быть прозрачным на частоте vi . Режим освещени  выбирают таким, чтобы происходил максимально возможный (при данной частоте и спектраль- ной ширине излучени ) переход материала во флуоресцентное состо ние, например, путем использовани  светового тг-импуль- са с длительностью ги . удовлетвор ющейserves to illuminate the material with other radiation and should be transparent at frequency vi. The mode of illumination is chosen so that the maximum possible (at a given frequency and spectral width of the radiation) of the material to the fluorescent state occurs, for example, by using a Tg light pulse with a duration gi. satisfying

неравенствуinequality

Ти Тф ,Tf,

(3)(3)

где Тф - врем  жизни флуоресцентного состо ни  (обычно от единиц до дес тков на- носекунд) и плотностью мощности , определ емой выражением:where Tf is the lifetime of the fluorescent state (usually from units to tens of nanoseconds) and the power density defined by the expression:

--

ЛГСГ1LGSG1

Я Н2 т2 О и TUI H2 t2 Oh and TU

(4)(four)

где d - дипольный момент перехода, отвечающего полосе поглощени  11;where d is the dipole moment of the transition corresponding to the absorption band 11;

С - скорость света;C is the speed of light;

h - посто нна  Планка (h h/2 л).h is Planck's constant (h h / 2 l).

В результате этого в полосе поглощени  основного состо ни  образуетс  узкий провал 13 за счет перевода во флуоресцентное состо ние части молекул материала, частоты электронных переходов которых попадают в резонанс с частотой VL Это сопровождаетс  увеличением поглощени  в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  флуоресцентного состо ни  материала от исходного (нулевого) уровн  12 до некоторого значени  14. При этом из-за отсутстви  у молекул коррел ции между частотами разных электронных перехо- дов в неоднородно-уширенных спектрах образование узкого провала в полосе основного состо ни  сопровождаетс  равномерным увеличением поглощени  во всей полосе поглощени  флуоресцентного состо-  ни . Описанна  операци  осуществл ет вызов страницы. После ее завершени  производ т собственно запись. Дл  этого одновременно открывают затворы 6 и 7 лазеров 8 и 9. Частота V2 перестраива- емого лазера 8 должна находитьс  в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  флуоресцентного состо ни  светочувствительного материала. Селективное зеркало 5 должно иметь высокий коэф- фициент отражени  во всей области перестройки частоты vi. Излучение лазера 7 с частотой V3 должно удовлетвор ть следующему требованию: освещение им свето5 As a result, a narrow dip 13 is formed in the absorption band of the ground state due to the transfer to the fluorescent state of a part of the material molecules, the frequencies of electronic transitions of which enter into resonance with the VL frequency. This is accompanied by an increase in absorption in the region of the non-uniformly widened absorption band of the fluorescent state of the material the initial (zero) level is 12 to a certain value of 14. In this case, due to the absence of correlation between the frequencies of the molecules, different electronic transitions to non-uniformly broadened spectra rah formation dip in a narrow band of the ground state accompanied by a uniform increase in absorbance throughout the absorption band of the fluorescent sosto- audio. The described operation calls the page. After it is completed, the actual recording is made. For this purpose, the gates 6 and 7 of the lasers 8 and 9 are simultaneously opened. The frequency V2 of the tunable laser 8 must be in the region of the non-uniformly broadened absorption band of the fluorescent state of the photosensitive material. Selective mirror 5 should have a high reflectivity in the entire frequency tuning region vi. The laser radiation 7 with a frequency V3 must satisfy the following requirement: illumination of light from it

00

00

5five

0 5 0 5 0 5 0 5 0 5 0 5

чувствительного материала, наход щегос  в флуоресцентном состо нии, должно приводить к двухквантовому фотопревращению в нем, когда оно осуществл етс  одновременно с освещением светом с частотой V2 . Частота V3 должна находитьс  за пределами поглощени  как основного, так и флуоресцентного состо ни  материала. Селективные зеркала 4 и 5 должны быть прозрачны дл  излучени  с частотой УЗ. Одновременно освещение материала излучением лазеров 8 и 9 осуществл ют во врем  нахождени  материала в флуоресцентном состо нии, т.е. в течение времени, не превышающего Гф, после освещение прекращают, закрыва  затворы 6 и 7. В результате такого освещени  происходит превращение части молекул из числа переведенных во флуоресцентное состо ние , частоты которых попадают в резонанс с частотой V2 , в продукт фотохимической реакции. Это приводит к образованию провала на частоте при сохранении провала на частоте v. Интенсивности излучений лазеров 8 и 9 выбирают такими, чтобы в результате облучени  ими материала глубина провала 15 была достаточной дл  его обнаружени  при считывании . Переход молекул светочувствительного материала обратно в основное состо ние проходит самопроизвольно, не требу  дл  этого никаких дополнительных воздействий на материал. Сначала, в течение времени Гф, счита  от момента окончани  светового импульса, осуществл ющего выхов страницы - происходит уменьшение поглощени  17 в полосе флуоресцентного состо ни , вплоть до исчезновени  18 полосы. Затем, в течение времени гр исчезает провал в полосе основного состо ни  и восстанавливаетс  исходный уровень поглощени  19 во всей полосе.A sensitive material that is in a fluorescent state should lead to a two-quantum phototransformation in it, when it is carried out simultaneously with illumination with light at a frequency of V2. The frequency V3 should be outside the absorption of both the ground and fluorescent states of the material. Selective mirrors 4 and 5 must be transparent for radiation with an ultrasonic frequency. At the same time, the illumination of the material by the radiation of the lasers 8 and 9 is carried out while the material is in a fluorescent state, i.e. for a time not exceeding Gf, after illumination is stopped, shutters 6 and 7 are closed. As a result of this illumination, part of the molecules are converted from the number to the fluorescent state, whose frequencies are in resonance with frequency V2, into the product of a photochemical reaction. This leads to the formation of a dip at a frequency while maintaining a dip at a frequency of v. The radiation intensities of lasers 8 and 9 are chosen such that, as a result of the material irradiated by them, the depth of the dip 15 is sufficient for it to be detected when read. The transfer of molecules of a photosensitive material back to the ground state takes place spontaneously, without requiring any additional effects on the material. First, during the time of Gf, counting from the moment of termination of the light pulse, the page that lifts the display, the absorption 17 decreases in the band of the fluorescent state, until the 18 band disappears. Then, over time, the dip disappears in the ground state band and the initial absorption level 19 is restored in the whole band.

Запись других битов информации обеспечиваетс  частотным сканированием лазеров 3 и 8. Дл  этого достаточно изменить частоту vi на величину, превышающую ширину «л провала 13 (этим достигаетс  изменение адреса страницы хранени  информации) или (и) изменить частоту V2 на величину, превышающую ширину О2 провала 15 (этим достигаетс  изменение адреса бита на странице) и провести снова все описанные операции в той же последовательности . Если при записи нового бита информации измен етс  только частота va, т.е. записываютс  несколько битов на одну и ту же страницу, то вызов страницы может быть осуществлен один раз, после чего производ т несколько последовательных освещений лазерами 8 и 9 с изменением частоты лазера 8 vz после каждого из освещений при условии, что все эти освещени  осуществл ютс  в течение времени, не превышающего Гф после вызова страницы. (Принципиально возможна одновременна  запись нескольких битов информации на одной странице путем использовани  нескольких лазеров вместо одного лазера 8, либо одного многочастотного лазера).Other information bits are recorded by frequency scanning of the lasers 3 and 8. To do this, it is sufficient to change the frequency vi by an amount greater than the width of the dip hole 13 (this changes the address of the information storage page) or (and) change the frequency V2 by the value greater than the width of the dip O2 15 (this achieves a change in the address of the bit on the page) and perform all the described operations again in the same sequence. If while recording a new bit of information, only the frequency va changes, i.e. If several bits are written to the same page, the page can be called up once, after which several consecutive lights are made by lasers 8 and 9 with a change in the frequency of the laser 8 vz after each of the lights, provided that all these lights are made in flow of time not exceeding GF after page call. (In principle, it is possible to simultaneously record several bits of information on one page by using several lasers instead of one laser 8, or one multi-frequency laser).

Считывание производ т следующим образом .The reading is performed as follows.

Пусть требуетс  считать бит, при записи которого использовались частоты Vi и V2, Сначала производ т вызов страницы таким же образом, как и при записи, причем лазер 3 должен быть настроен на частоту Vi . При этом по вл етс  поглощение в области полосы флуоресцентного состо ни  с уже имеющимис  провалами 15 на тех частотах, которые ранее совместно с частотой vi использовались при записи битов информации . Дл  считывани  требуемого бита открывают затвор б лазера 8, настроенного на частоту v% и с помощью фотоприемника 10 регистрируют свет, проход щий через светочувствительный материал. Наличие провала 15 и, следовательно, записанного бита информации, обнаруживаетс  по уменьшению поглощени  света материалом на частоте Vi по сравнению с тем же уровнем , который имеетс  после проведени  тех же операций, но при отсутствии провала.Suppose that it is necessary to count the bit, the recording of which used the frequencies Vi and V2. First, the page is called in the same way as the recording, and the laser 3 must be tuned to the frequency Vi. In this case, absorption appears in the region of the fluorescent band with the already existing dips 15 at those frequencies that were previously used in conjunction with frequency vi when recording information bits. To read the required bit, the shutter b of the laser 8, tuned to the frequency v%, is opened and the light passing through the photosensitive material is recorded with the help of the photodetector 10. The presence of a dip 15 and, therefore, a recorded bit of information, is detected by a decrease in the absorption of light by the material at the frequency Vi compared to the same level as after the same operations, but in the absence of the dip.

Считывание других битов информации, как и при записи, обеспечиваетс  частотным сканированием лазеров 3 и 8. Так, дл  считывани  бита, при записи которого использовались частоты vi и V2 , достаточно настроить лазер 3 на частоту v , а лазер 8 - на частоту и повторить все операции, относ щиес  к считыванию. Как и при записи , данный способ допускает последовательное считывание нескольких битов информации, располагающихс  на одной странице, при однократном ее вызове. Дл  этого достаточно осуществить вызов нужной страницы и затем произвести несколько последовательных освещений лазером 8, мен   его частоту после каждого освещени , при условии, что все эти освещени  осуществлены за врем , не превышающее Тф после вызова страницы. После завершени  считывани  записанной на данной странице информации дл  вызова новой страницы необходимо, как и при записи, выждать врем  не менее гр, счита  от момента окончани  светового импульса, осуществл вшего последний вызов страницы.Reading other bits of information, as in writing, is provided by frequency scanning of lasers 3 and 8. Thus, to read a bit, which was recorded using frequencies vi and V2, it is enough to tune laser 3 to frequency v, and laser 8 to frequency and repeat all readout operations. As with writing, this method allows for the sequential reading of several bits of information located on one page when it is called once. To do this, it is enough to call the desired page and then make several consecutive illuminations with a laser 8, changing its frequency after each illumination, provided that all these illuminations are made within a time not exceeding Tf after the page is called. After completion of reading the information recorded on this page to call a new page, it is necessary, as during recording, to wait for a time of at least gr, counting from the end of the light pulse that made the last page call.

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

00

5five

В предлагаемом способе врем , требуемое дл  переключени  страниц, определ етс  соотношением (2) с qM 1 (поскольку переключение осуществл етс  возбуждением непосредственно во флуоресцентное состо ние). Отсюда следует, что отношение времени, требуемого дл  переключени  страницы в предлагаемом способе, к аналогичному времени в известном способе составл ет 1/qM 103 - 102 . Реально предлагаемый способ дает еще больший выигрыш в быстродействии при переключении страниц, поскольку сам вызов страницы занимает в нем врем , значительно меньшее, чем Тр и поэтому считывание (или запись) информации осуществл ют сразу же после окончани  светового импульса, вызывающего страницу, без ожидани  времени гр. Последнее  вл етс  ограничением снизу лишь дл  интервала времени между двум  последовательными вызовами страниц. В известном способе подобное совмещение операций невозможно, так как сам процесс переключени  страниц занимает в нем врем , не меньшее, чем rp/qM.In the proposed method, the time required for switching pages is determined by the relation (2) with qM 1 (since switching is carried out by exciting directly to the fluorescent state). It follows that the ratio of the time required to switch the page in the proposed method to the similar time in the known method is 1 / qM 103 - 102. In fact, the proposed method gives an even greater gain in speed when switching pages, since the page itself takes much less time than Tr and, therefore, read (or write) information immediately after the end of the light pulse calling the page, without waiting for time gr. The latter is a lower bound only for the time interval between two consecutive page calls. In the known method, such a combination of operations is impossible, since the process of switching pages takes no more time than rp / qM in it.

Спектральна  информационна  емкость предлагаемого способа определ етс  тем же выражением (1), что и в предлагаемом способе, если в качестве Дг и О2 берутс  соответствующие величины не дл  метастабильного, а дл  флуоресцентного состо ни . Из данных о временах жизни вторых синглетных возбужденных состо ний тетрапиррольных соединений следует , что дл  светочувствительных материалов на основе тетрафенилпорфи- на отношение может составл ть неfjоThe spectral information capacity of the proposed method is determined by the same expression (1) as in the proposed method, if the corresponding values for Dg and O2 are taken not for the metastable, but for the fluorescent state. From the data on the lifetimes of the second singlet excited states of tetrapyrrole compounds, it follows that for photosensitive materials based on tetraphenylporphine, the ratio may not be equal to

сколько единиц 10 или даже 10 . Следовательно, спектральна  информационна  емкость дл  предлагаемого способа остаетс  практически такой же, как и в известном способе.how many units 10 or even 10. Therefore, the spectral information capacity for the proposed method remains almost the same as in the known method.

Преимуществом, предлагаемого способа  вл етс  более высокое быстродействие , что позвол ет расширить сферы применени  вычислительных и информационных систем и устройств, использующих накопители спектрально-селективной оптической информации с постраничной организацией ее хранени , за счет облегчени  доступа ко всему массиву хран щейс  информации и улучшени  условий работы таких устройств совместно с электронными устройствами передачи и преобразовани  информации.The advantage of the proposed method is higher speed, which allows expanding the scope of application of computational and information systems and devices that use spectral-selective optical data storage devices with page-by-page organization of its storage, due to easier access to the entire array of stored information and improved working conditions. such devices in conjunction with electronic devices transmitting and converting information.

Claims (1)

Формула изобретени  Способ записи и считывани  частотно- селективной оптической информации, заЯThe invention The method of recording and reading frequency-selective optical information, ключающийс  в предварительном переключении страниц информации путем освещени  светочувствительного материала, обладающего свойством фотоиндуцирован- ного образовани  провалов в полосе погло- щени , излучением с частотой в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  светочувствительного материала и спектральной шириной, меньшей ширины этой полосы, при записи-в одновременном освещении светочувствительного материала первым излучением с частотой в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  светочувствительного материала и спектральной шириной, меньшей ширины этой полосы, и вторым излучением, производ щим совместно с первым излучением двухквантовую фотохимическую реакцию в светочувствительном материале, а при считывании - в освещении материала излуче- нием с такой же частотой и спектральнойIncluded in the pre-switching of information pages by illuminating a photosensitive material, which has the property of photo-induced formation of dips in the absorption band, by radiation with a frequency in the region of a non-uniformly broadened absorption band of the photosensitive material and a spectral width smaller than the width of this band when recorded simultaneously. illumination of the photosensitive material by the first radiation with a frequency in the region of the non-uniformly broadened absorption band of the photosensitive material spectral width, smaller width of this band, and the second radiation, which, together with the first radiation, produces a two-quantum photochemical reaction in the photosensitive material, and when read, in the illumination of the material by radiation with the same frequency and spectral шириной, что у первого излучени  при записи , и в регистрации поглощени  этого излучени  светочувствительным материалом, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  быстродействи  процессов записи и считывани  информации, при предварительном переключении страниц хранени  информации освещают светочувствительный материал излучением с интенсивностью и длительностью, необходимыми дл  перевода материала во флуоресцентное состо ние, при записи освещение светочувствительного материала производ т первым излучением в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  флуоресцентного состо ни  светочувствительного материала, при считывании освещение светочувствительного материала осуществл ют излучением в области неоднородно-уширенной полосы поглощени  флуоресцентного состо ни  светочувствительного материалаthe width of the first radiation in the recording and in the registration of the absorption of this radiation by the photosensitive material, which is due to the fact that, in order to increase the speed of the recording and reading processes, during the preliminary switching of the information storage pages, the photosensitive material is illuminated with radiation with the intensity and duration required to convert the material to the fluorescent state, when recording, the illumination of the photosensitive material is produced by the first radiation in the region of non-uniform -expanded absorption band of the fluorescent state of the photosensitive material, while reading, the illumination of the photosensitive material is emitted by radiation in the region of the non-uniformly broadened absorption band of the fluorescent state of the photosensitive material 9 79 7 УНUN Фм.{Fm. { 4 54 5 1one J)|J) | ftft Фиг. 2FIG. 2 ////