МПУЭВС. Лекции. Задания / pdf_ПрилПЦиПУ / Приложение_П_ВнешниеЗУ

21

складывающиеся в интерференционную картину, регистрируемую на рабочем слое носителя, даже отдаленно не напоминающую объект.

Регистрирующая среда для голографических ЗУ должна удовлетворять ряду требований, наиболее существенными среди которых являются:

-по энергетический порог записи, требующий минимальной плотности энергии записи (от 2*10-6 Дж/см2 для наиболее распространенных фоточувствительных материалов до 100 Дж/см2 для нелегированного фотополимера);

-по разрешающей способности;

-по дифракционной эффективности, считывающего опорного луча,

используемого на воспроизведение изображения;

-по возможности многократного использования материала для повторных циклов «запись-считывание-стирание» без ухудшении качества хранимой информации (обратимость материала);

-по продолжительности хранения информации;

-по возможности хранения при отключении питания.

В качестве регистрирующих материалов используются аморфные полупроводники, термопластические материалы, магнитные пленки, окислы ванадия, фотохромные материалы, сегнетоэлектрические фотопроводники.

Теоретически достижимая плотность записи с помощью двумерных голограмм - 4·10 8 бит/см2, а с помощью объёмных голограмм - 4·1012 бит/см.

Для записи голографической информации на носитель используются процессы кристаллизации и аморфизации в слоях аморфной системы теллур -

мышьяк - германий. Пленка предварительно закристаллизовывается с помощью инжекционного лазера. Запись информации происходит вследствие быстро протекающего, порядка 10-4 с, процесса аморфизации в тех участках,

куда попадает луч лазера. Скорость записи ограничивается быстродействием лазера, а не скоростью протекания процессов в пленке. Стирание записанной информации может осуществляться продвижением носителя (подложки с

22

пленкой) под слабым лучом инжекционного лазера или нагреванием всей пленки до температуры 393 К.

Длина волны излучения лазера для пленок рассматриваемой системы особой роли не играет. Скорость записи информации инжекционным лазером составляет около 106 бит/с. Достигнута двумерная плотность записи 4·108 бит/см2 и объёмная плотность - 4·1012 бит/см3.

Для воспроизведения объемного изображения (см. рисунок П.7 б)

носитель голограммы помещается под излучение лазера той же длины волны,

которая использовалась при записи голограммы. Зеркальный экран освещается потоком опорного света лазера и отраженного от голограммы Происходит сложение этих волн, обратное тому сложению, которое производилось при записи голограммы, и на экране возникает объемное изображение объекта. При перемещении относительно экрана нельзя наблюдать больше того, что просканировано лазером, но не потребуется стереоскопических очков для просмотра голограмм, как при использовании стереоскопических установок. Управление масштабом вывода может осуществляться оптическими системами или кратным повышением частоты волн, излучаемых считывающим лазером.

Голограмма может быть введена в процессорную систему (ПС) с

помощью сканера, выведена из неё и восстановлена на носителе. Для этого ее выводят на экран дисплея и затем фотографируют. Необходимым является согласование скорости развертки дисплея с принятой скоростью развёртки сканирования лазерным лучом.

Воспроизведение голограммы нарушается в случае различия частот

(длин волн) лазеров, применённых при записи и воспроизведении. Это свойство может использоваться для защиты информации от несанкционированного доступа.

Для получения цветных изображений объект облучается последовательно красным, синим и зеленым лазерами и создаются три

23

голограммы. Воспроизведение голограмм осуществляется наложением

является транспарант, на котором двоичные данные фиксируются в виде темных и светлых участков. На транспаранте размещается одна страница данных. Транспарант изготавливается в виде прозрачной пластинки носителя, на которую наносится матрица световых пятен.

Рисунок П.8 - Схема считывания голограмм

Набор транспарантов используется на этапе записи голограмм с пространственной частотой интерференционной картины 1000 - 1600 линий на 1 миллиметр по типовой двухлучевой схеме, приведенной на рисунке .

Голограмма одновременно играет роль, как носителя информации, так и оптической системы формирования изображения при считывании благодаря присущим ей дифракционным свойствам.

При считывании луч лазера сканирует множество голограмм на транспаранте (на рисунке П.8 их изображено 9). Информация, записанная на голограмме, воспроизводится матрицей фотоэлементов, составленной из интегральных полупроводниковых фоторезисторов по одному на каждый двоичный разряд информации.

Для создания голографического ОЗУ требуется иметь обратимый голографический носитель (транспарант), который позволял бы производить неоднократные циклы записи-стирания. Для обратимой записи применяются халькогенидные пленки. Для записи на них голограмм требуется та же мощность, что и для записи на пленках магнитооптических материалов, но

24

отношение сигнал/шум при считывании голограмм существенно выше и не требуется поляризация луча света. Работы над обратимыми носителями голограмм продолжаются.

Достоинством голографических ЗУ является снижение на 2-3 порядка требований к пространственной точности записи данных по сравнению с оптическими ЗУ, в которых точность определяется допуском на расположение каждого элемента (бита) на носителе, величина которого не должна превышать допустимую долю от размеров участка,

соответствующего одному двоичному разряду. В голографической записи величина допуска исчисляется от размеров плоскости считывания, где эти размеры на два-три порядка больше. Информация, соответствующая каждому двоичному разряду данных, распределена по всей площади голограммы и поэтому дефекты носителя, неравномерность освещения и даже повреждения носителя не приводят к потере данных, а лишь ухудшают отношение сигнал/шум.

Достигнутая плотность записи с разрешающей способностью до 1000

линий/мм, при обратимости нескольких тысяч циклов «запись - считывание -

стирание».