§4.5. Быстродействие оптических устройств записи и хранения информации

В настоящее время плотность побитовой записи на оптические диски практически достигла своего теоретического предела, связанного с фундаментальными свойствами дифракции света.

Для формирования матрицы сигналов, предназначенной для голографической записи по методу Фурье голографии, используют пространственные модуляторы света (SLM- модуляторы, см. рис.8А). В настоящее время такие модуляторы построены на основе ЖК (жидкокристаллических) систем либо системы микрозеркал. Разрешение таких модуляторов достигает 12801024 пикселей, что соответствует 1,310⁶ бит информации. Частота смены изображения достигает 1000 раз в секунду. Таким образом, при записи голографическим методом возможно уже в настоящее время достигнуть скорости записи порядка 1 Гбит/с при условии наличия соответствующих регистрирующих материалов и лазеров с достаточной мощностью излучения.

При считывании информации излучение лазера фокусируют в область голограммы и восстановленная объектная волна попадает на устройство детектирования, в качестве которого можно использовать CCD или CMOS матрицы (см. рис.8 Б). Считывание можно осуществлять как импульсным, так и непрерывным лазерным излучением, однако в последнем случае для обеспечения достаточной скорости считывания (1000 в секунду) длительность его воздействия должна быть не более 1 миллисекунды, что приводит к необходимости использовать достаточно мощные лазеры (1 Вт). Как и в случае записи скорость считывания для матрицы размером 1,310⁶ бит составит около 1 Гбита/с.

Таким образом, голографический метод записи открывает возможность создания оптических дисковых устройств, которые по основным характеристикам (плотность записи, скорость считывания, помехозащищенность и др.) существенно превосходят оптические системы с побитовой записью информации.

Список литературы

1. С.А. Ахманов, С.Ю Никитин. Физическая оптика – М.: Изд-во МГУ; Наука, 2004. –654 с.

2. Оптоинформатика. ч.1,2. Уч.-метод. пособие под ред. В.Г. Беспалова, О.В. Андреевой, СПб., Изд. ИТМО, 2003.

3. Проблемы когерентной и нелинейной оптики. Сборники под. ред. И.П. Гурова, С.А. Козлова, СПб., Изд. ИТМО, 2000, 2002, 2004, 2006.

4. О. Ермаков. Прикладная оптоэлектроника, М., Техносфера, 2004 г.

5. Розеншер Э., Винтер Б. Оптоэлектроника. пер. с франц. Издательство: Техносфера 2004 г. — 591 стр.

6. А.Л. Микаэлян. Оптические методы в информатике: Запись, обработка и передача информации. – М.: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. Лит., 1990.-232 с.

7. Moore G.E. Progress in digital integrated electronics //IEEE IEDM Tech. Dig., 1975, P. 11-13.

8. Meindl J.D. Low power microelectronics: retrospect and prospect //Proc. IEEE, 1995, V. 83, P. 619-635.

9. McAulay A.D. Optical Computer Architectures: the Application of Optical Concepts to Next Generation Computers, John Wiley & Sons, New York, NY (1991).

10. Carts Y.A. Optical computing nears reality //Laser Focus World, 1990, V. 26, P. 53-54.

11. Guilfoyle P.S., Rudokas R.S., Stone R.V., Roos E.V. Digital optical computer II: performance specifications //Optical Computing Technical Digest, 1991, P. 203-206.

12. О. Звелто. Принципы лазеров. М., Мир, 1990 г.

13. Н.В. Карлов. Лекции по квантовой электронике. М., Наука, 1983 г.

14. А. Ярив. Введение в оптическую электронику. Высшая школа, 1983 г.

15. W. Koechner. Solid-state laser engineering. Springer-Verlag, 1999.

16. В.И. Дудкин, Л.Н. Пахомов. Квантовая электроника. Приборы и их применение. М., Техносфера, 2006 г.

17. М. Шур. Физика полупроводниковых приборов. В 2-х книгах. М., Мир, 1992 г.

18. С. Зи. Физика полупроводниковых приборов. В 2-х книгах. М., Мир, 1984 г.

19. Физический энциклопедический словарь. Гл. ред. А. М. Прохоров. М., СЭ, 1998 г.