Устройство формирования и восстановления бинарной голограммы

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл. б 03 Н, 1/22 с присоединением заявкиГасударственный намнтет Сапата Мнннатраа СССР па делам нзабретений н атнрытнй(43) Опубликоваио 05.09.77. Бюллетень 3тао 1 Дата опубаиконании описани 26.10.77(72) Авторы изобретения М, П, Петров, С. И, Степанов и В. И. Белотицкий Ордена Ленина физико-технический институт. им А ф Иоффе.(54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ И ВОССТАНОВЛЕНИЯ БИНАРНОЙ ГОЛОГРАММЫ Изобретение относится к голографии, а именно, к устройству формирования и восстановления бинарной голограммы, и может быть использовано в качестве трехмерного индикатора цифровой вычислительной ма шины, а также для восстановления изображения в оптическом диапазоне в неоптической голографии.В настоящее время известны устройства формирования и восстановления бинарных го- аО пограмм, в которых в качестве носителей используются фотоматериалы (фотоплеткат фотопластинка) и кристаллы типа КДР, на основе которых создаются плоские электро- оптические модуляторы света. При использо ванин фотоматериалов для формирования бинарной голограммы требуется промежуточный носитель, на который записывается увеличенная картина голограммы. Затем полученная картина фотографически уменьшается, 20 до размеров, обеспечивающих дифракцию света, Увеличенная картина голограммы может отражаться на выходном устройстве вычислительной машины - графопостроителе или электронно-лучевой трубке. Основным недос б 2таткомиспользования фотоматериалов является большая задержка во времени между моментом формирования голограммы и вос- становлением изображения.Известно также устройство формирования и восстановления бинарной голограммы в реальноммасштабе времени, состоящее из блока управления, блока преобразования сигналов о голограмме, носителя голограммы, оптической схемы и источника когерентного излучения. В качестве носителя используется тонкая пластина (0,05 см х 1,2 см х 2,4 см) кристайа ДКДР, который нанесен на кристалл СаРн (0,6 см толщиной) для обеспечения механической прочности, Носитель помещен в электронно-лучевую трубку, т,к, запись информации о бинарной голограмме производится сканирующим электронным лучом, Для уменьшения рабочих;напряжений (до 100 В) кристаллы находятся при тем-/ пературе 224 К (т.к. температура, Кюри кристалла ДКДР 222 К), максимальное разрешение носителя зависит от температуры и ограничивается величиной электронного пятна, Данное устройство имеет разрешение- щщ; - . Блок управления предназдо 20 линийначен для развертывания электронного луча,блок преобразования сигналов о голограммепреобразует информационные сигналы в сигналы записи на носитель, Оптическая схема 5и источник кагерентного излучения ,предназначены для восстановления бинарной голограммы, сформированной на носителе,К недостаткам данного устройства относятся необходимость элементов, обеспечи Овающих низкотемпературный режим работы итермостабилизацию носителя бинарной голограммы; малая разрешающая способность носителя (20 линий ); растрескивание крис-т;пл -талла ДКДР при изменении температуры 15(т,к, он нанесен на подложку, которая обла-,дает другими физическими свойствами), чтонарушает однородность поверхности носителя, а следовательно, ограничивается возможность восстановления изображения по голо- Ограмме; устройство на основе данного носителя обладает кратковременной памятью, поэтому долговременное хранение бинарной голограммы без повторения циклов записи не%возможно,Цель изобретения - увеличение временихранения бинарной голограммы и разрешающей способности носителя, упрощение устройства (исключение элементов, обеспечивающихнизкотемпературный режим и термостабили 30зацию носителя).В предлагаемом устройстве формирования и восстановления бинарной голограммыуказанная цель достигается использованиемв качестве носителя информации магнитоупо 35рядоченного материала, в котором существуют цилиндрические магнитные домены (ЦМД),Изменение распределения ЦМД в пленке(или пластине) позволяет записать бинарнуюголограмму, Распределение ЦМД создается 4 Опутем генерирования их управляемым генератором и перемещением их с помощью пермаллоевых аппликаций вращаюнимся в плоскости пластины магнитным полем, Распределение ЦМД можно создавать с помощьюматрицы проводников, локальным нагревом лучом лазера или другим образом, Магнитооптические свойства носителя позволяют восстановить изображение по бинарной голограмме в проходящем или отраженном свете, Возможность уничтожения ЦМД путем увеличения магнитного поля подмагничиван я позволяет многократно использовать, носитель.Изобретение лсясняется чертежом, где55 изображено устройство формирования и восстановления бинарной голограммы.Устрсйство ф;(енрования и восстановления бинарных голо рпмм включает в себя60 носит.,ль 1, предстакиюкннй собой пластину магнитоупорлдоченного материала, в которомсуществуют ЦМД, с нанесенными на неепермаллоевыми аппликациями и генераторомЦМД; блок управления, который связан сносителем 1 посредством генератора 3 поляподмагничивания и генератора 4 вращающегося магнитного поля; на блок 2 управленияпо входным шинам 5, 6, 7 соответственно поступают сигналывосстановления голограммы", ф.начала формирования бинарнойголограммы, "окончания формирования бинарной голограммы"; блок 8 преобразования, который связан с генератором ЦМД,нанесенным на носитель 1 и на вход которого по шине 9 поступают сигналы о бинарной голограмме; источник 10 когерентного излучения, связанный с блоком 2 управления, который с элементами 11 оптической схемы и носителем 1 образует оптическую схему восстановления бинарной голограммы; потребитель 12 восстановленногос голограммы изображения,При поступлении сигнала начало формирования бинарной голограммы" на шину 6 блок 2 управления выдает сигнал на генератор 3 поля подмагничивания, по получению которого генератор 3 обеспечивает стирание информации с носителя 1 увеличением, поля подмагничивания, после этого создаются условия, необходимые для стабильного существования ЦМД, Одновременно на выходе блока 2 управления появляется сигнал для генератора 4 вращающегося магнитного поля, после чего устанавливается начальная фаза вращающегося магнитного поля, В результате этого устройство формирования и восстанОвления бинарных голограмм готово к работе. На шину 9 начинают поступать сигналы о бинарной голограмме, которые блок 8 преобразования преобразует в сигналы управления генератором ЦМД, который обеспечивает появление ЦМД всоответствующий моментвремени, а пермаллоевые аппликации и вращающееся магнитное поле обеспечивают перемещение ЦМД по пластине. После появления на шине 7 сигнала окончания формирования бинарной голограммы" блок 2 управления вырабатывает для генератора 4 вращающего магнитного поля сигнал об окончании его работы. На этом заканчивается процесс формирования бинарной голограммы, в результате которого на пластине из магнитоупорядоченного материала получается распределение ЦМД, соответствукнцее бинарной голограмме. При поступлении нз шину 5 сигнала "восстановление голограммы" блок 2 управления внцибатывает сигнал злнуска источника 10 когерентного излуч ния, который с элементами 1 1 оптической схемы4969 о 1 ИИПИ Заказ 3309/43 Тираж 57 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. П одписное ектная обеспечивает восстановление изображения по бинарной голограмме, Если нет необходимости сразу восстановить голограмму, то она будет сохраняться на пластине, пока включено устройство, 5Предлагаемое устройство формирования и восстановления бинарной голограммы имеет преимущества перед ранее описанными устройствами формирования и восстановления бинарной голограммы, т.к. это устройство позволяет оперативно восстановить изображение по информации о бинарной голограмме (ввод информации на носитель может производиться по нескольким каналам, в то время, как по одному каналч скорость ввода 156 битинформация составляет 10 -фф. соответственно при параллельном вводе й 10 ф -, гдей - число каналов) физические свойства магнитоупорядоченных материалов позволяютсохранять голограмму на носителе неог 20 раниченно долго или стирать ее в необходи-. мый момент времени (время переключения порядка сотен наносекунд) - это позволяет многократно использовать носитель; данноесК устройство надежно работает в шннкомдиапазоне температур без необходимости тер.Омоизоляции отдельных его узлов (от -40 Содо +40 С); использование материалов сЦМД микронных и субмикронных размеров .илийпозволяет получить разрешение до 100мми выше. формула изобретения Устройство формирования и восстановления бинарной голограммы, состоящее из блока управления и блока преобразования информации, о голограмме в сигналы записи на носитель и оптической схемы для восстановления голограммы, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью увеличения времени хранения бинарной голограммы и разрешающей способности носитрля голограммы, носитель голограммы выполнен из магнитоупорядоченного материала с цилиндрическими магнитными доменами, например из ,редкоземельных ферритов-гранатов.