Способ оптической записи информации

(46) 15. (21) 4183 (22) 19.0 (71) Инст (72) С.М. и С.Ф,Шки (53) 681 (56) Пат кл. С 11 О. 90.136/241.87итут фАрабей юл. В 382 ики АН БССР К.Н.Соловьев114979 СЬОСОВ ОПт стожет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯЧОРИ ПНТ СССР(57) Изобретение относитс ройствам записи информаци 1Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к молекулярной микроэлектронике, и может быть использовано в оптических и оптоэлектронных запоминающих устройствах.Цель изобретения - увеличение плотности записи информации и обеспечение возможности записи информации в многомерной системе счисления за счет использования в способе дополнительной векторной размерностиНа фиг.1 представлена блок-схема установки, позволяющая реализовать предлагаемый способ, где показаны.лаэер 1, перестраиваемый по частоте в пределах частот контура полосы поглощения фотоактивного материала, фотоактивный материал 2, поляризатор 3, обеспечивающий изменение состояния певэрызации лазерного излучения,ЯОи 1461267 быть использовано в электронике присоздании оптических элеМентов памятиЦель изобретения - увеличение плотности записи информации и обеспечение возможности записи информациив многомерной системе счисления. Устройство оптической записи информациисодержит перестраиваемый по частотелазер 1, фотоактивный материал 2, поляризатор 3, расположенный между ними. В зависимости от количества используемых состояний поляризации лазерного луча (ориентаций поляриэа"тора) информацию можно записыватьв любой многомерной системе счисления, 6 ил. регистрирующий блок 4, фильтр 5, источник 6 естественного немонохрома- тического света; на фиг,2 показано лазерное излучение на трех частотах с разным состоянием поляризации; на фиг.3 изображен контур неоднородно уширекной полосы поглощения фотоакгивного материала до лазерного об" лучения; на фиг4 - контур полосы ф поглощения фотоактивного материала, фф 4 полученный при прохождении. естественного света через материал, который был подвергнут воздействию набора лазерных импульсов разной поляриза" ции, показанчых на фиг.2; на фиг,5 , фф считываемый сигнал, полученный путемсканирования лазерного излучения с вертикальным состоянием поляризации/ по частотному интервалу полосы поглощения фотоактивного материала; на фиг.бконтур полосы поглощениятральный праэал с 8 це одним прост ранственным распределением Выжженных молекул, Физическая сущность способа сводится к тамуР чта в кацтуре неоднородно ушнреннай полосы паглащеция Выжигается совокупность аднйаковых па глубине провалов (см.фиг,1), которые имеют различные состояния поляризации В зависимости от количества используемых состояний поляризации лазерного излучения (ориентаций поляризатора) информацию можно записать В двоичнайР троичной вась миричной, девятиричной, десятирнчнай и любой другой многомерной системах счисления, При этом существенна уве- ЛБЧИВаЕТСЯ 8 МКОСтЬ ЗаПИСИ НнфаРьмаЦИИь,. так как каждый провал с апредел 8 нным состоянием поляризации (запись ин" формации с одновременным использованием векторной и частотна-селектив" най размерностей) заменяет совокупность провалов прииспальзавании способа оптической записи информации В двоичной системе счисления (запись информации с использованием только частотна-селективной размерности).Способ оптической записи Бнйармао ции реализован на устанавкеР содер;кащей последовательно расположенные на одной Оптической оси следующие ЗЛЕМЕНТЫ; ЛаэьзрР ПЕреСтраиваЕМЫй па частоте В пределах 6 О"67 О нм, ТоЕо В ПРВЦЕЛаХ ЧЭСТОТ КОНТУРа Н 8 ОД" НОРаДНО УьЛИРениай ПОЛОСЫ ПаГЛаЩЕНИЯ фатаактивнага материала, паляриза- тарР плоскость поляризации которого дискретно ориентируется вокруг оптической оси в любом заданном направлении, изменяя тем самым состояние поляризации лазерного излучения, фо" тоактивный материаА (твердый раствор кларина в полимерной,матрице паливинилбутираля). При записи ин" формации В любой системе счисленияОтдельную единицу информации мож- НО ИСПОЛЬЗОВаТЬ И атСУтСтВИЕ ПРОВалао В зтам случае количества сОстаяний пОляризации лэзернагО излучения В каждом из приведенных примеров умень= /шается на едьнницуо В качестве поляризатора могут быть использованы линейные поляризаторы которые осу- ЩЕСТВЛЯЮь ОРБентаЦИЮ ПЛОСКОСТИ Паляризации путем их механического вра ,щения, электромагнитооптические вра- дател 1 плоскости ПОляризации акус таОптические врыщатели плОскОсти па 3 146126"фатоактивного материала полученныйпри поохождении немонахраматическагасвета с вертикальным состоянием поляризации через материал, которыйбыл подвергнут воздействию наборалазерных импульсов разной поляризации, показанных на фиг.2,Лазерное излучение частотой(см,фиг,2), проходя через поляриза" бтор З,приобретает, например, вертикальное состояние поляризации и падает на фатоактивный изотропный материал 2, имеющий неоднородно уширенную полосу поглощения (см,фиг.З), 1 БВ результате протекания Фатоиндуцированной реакции в спектре поглощения магериала 2 вьиигается стабиль"НЫЙ ПРаваЛ На ЧаСтаТЕ ) (СМ,фИГ,4)оВ силу Иэотропного распределения убисходных фотоактивных центров фота-индуцированной реакции лодвергаютсяте молекулы, которые ориентированытак, что угол 8 между. Векторам паля -ризации лазерного излученияи диполь-, 2 Бньм моментом молекулы близок к нулю,т.е. сое Им 1. Число молекул, длякоторых сое 8 ( 1, уменьшается значи-.тельно слабее поц действием процессафаТОВЫжИГаНИЯ В РЕЭУЛЬтатЕ В,СПЕК- Нтральном контуре паласы поглощенияна частоте(частотно-селективнаяразмерность) образуется спектралЬныйпровал, который формируется выжженными молекулами с пространственнымраспределениемпропорциональнымсое,Я . Именно зта фотохимически инЯдуцированная аиизотропия спектрального провала является допалнительйой (векториои) размерностью, которую .,можно использовать для увеличенияемкости записи информации. Послетого, какпровал иа частотевьщжен, лазер 1 и поляризатор 3 пере-,страиваются так чтолаэернае излучеРгРние, падающее на фатаактивньй материал 2 имеет частоту 4 г и другоесостояние поляризации (например, по ЛЯРИЗОВИИО ПОД УГЛОМ С К ВЕРТИКЮИР(см.фиг.2). В .результате воздействиятакого излучения в кантур 8 ПОПОсыпоглойения выжигается ИОвый спек;тральный провал иа частоте г Ртарый имеет инО 8 прОстранств 8 ннаераспределение вьиленньж молекул. Ане"о ,логичным Образом лаэ 8 рнае излучжЩ 8частОтОЙБР к примеруР ГОризан"тальвыи состоянием поляризации абра"ЭУЕТР КаК Показаиа На ььнпоР СПЕК .ляриэации а так:л другие типы поляризаторов, обеспечивающие требуемуюскорость записи информации,Считывание инФормации можно осуществить двумя способаги. Первыйиспользует лазер 1, излучение ат которога, проходя через Фильтр 5 и поляризатор 3, ослабляется по интенсивности и вертикально поляризуется,Затем излучение лаз;.р- плавна перестраивается ыо частотному интервалуполосы поглощения матсриала 2 и попадает в блок регистрации 1, НаФчг.5 показаны сигналы регистрируе"гые блокам А ча част;:тахьфкоторые имеют различную интенсйвность. Величина интенсивности регистрируемых сигналов определяется пространственным распределением вьоюкенныхна этих частотах молекул и пропорциональна саэ где- угол междувектором поляризации излучения,за"писывающего инфармацию,и векторомВполяризации и"=лучения, ее считывающего:Второй "пасоб считывания информацииможет использовать источник неманохроматического света 6, который,пройдя через поляризатор 3, вертикальна поляризуется и нападает наматериал 2. Система регистрации 4обеспечивает запись контура паласыпоглощения, которая изображена нафиг.б. В этом случае глубина провалатакже определяется пространственнымраспределением вьюкенных молекулв соогвет"твин с выше приведеннойзависимостью сав,- , В обоих споса.,2 гбах возможен вариант с измерениемдвух компонент интенсивности, например, вертыкальнои и горизонтальной,что даат величину степени поляриза"ции провала, которая и является дополнчтельным носителем информации.Необходимым условием реализации данного способа оптической записй информации является использование фотаактизнаго гагериапа 2, которыйобладает неоднородно уширенной полосой поглощения. изотропным распре-делением фотаактивных центров, способных к такай фотаиндуцированнайреакции, в результате которой образованные поц действием света центрыустойчивы при низкой температуре, аих полосы поглощения не налагаютсяна полосу поглощения исходных фотоактивных центров. Последнее условиекрайне необходимо, поскольку в случае ег О пеггъПО;",ггегпн залсь ипформацки с использованием векторнойразмерности - поляризации, неосуществима. Примером материалов, помимо хларина, которые удовлетворяют та" ким требованиям.могут сыть другие гндрированные производные свободных осназагчй парфнрнпав тетрапропил" кларин, феофитин). Механизм фотореакпни может быть любым, в частности двухфотонньэ. Таким образам, предложе нный способ позволяет дополнительно привлечь пол"-.:рчзационные характеристики ввлигаеыых провалов при оптичесач записи информации и реализовать его в запамгнающих устройствах ис .;льзующих векторную ч частотно-селектизную размерности, Преимуществом предлагаемого способа является увели": нег:.е емкастч записываемой информации в 3,3 раза, напричер, пры испо;г:эавании десятирнчнай системы счис .,:ия. При использовании Н-мерной системы счисления емкость записываемой информации увеличивается в 1/1 оь 2 раз, Существенна, чта данньгй способ позволяет осуществить запись инфор ации в любой известной ь настоящее время системе счисления, чего нельзя было осуществить ни одним из известных в настоящее заема способов оптической записи информации.Формула изабре тенияСпособ оптической записи информации, заключающийся в облучении фото активного материала с неоднородно уширеннай полосой поглощения и способного к фотонндуцированному образованию провалов в полосе поглощения лазерным линейно-поляризованным излучением, спектральная ширина которого меньше ширины неоднородно уширенной полосы поглощения фотоактив" на:о материала, в частотном скани ровании лазерного излучения в пределах неоднородна-уширенной пало 0 ы поглощения фотоактивнога материала, а т, и ч а ю щ и й с я теи что с целью увеличения плотности записи. информации и обеспечения возможности. эаписч информации в многомерной системе счисления, при облучении фото- активного материала дчскретна изменяют награвлекие вектора поляриза-" ции лазерного излучения.14 б 12 б 7 Составитель С, Саиуцевнчктор Т.Вагона Техред А.Кравчук Корректор 0 Крав писно 3 е УВРОродр ронэводственно-издательский комбинат "Яат Гагарина, 10 аказ 43 б 2 Тираж 486 НИИПИ Государственного комитета по113035, Иосква, Жиэобретюн Рэуюская и отк6у цтиаи при ГЕНТ СССР 4/5