Способ изготовления элементов памяти частотно-селективного запоминающего устройства

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 3/04 ГОС ТВЕННЫЙ КОМИТЕТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯСССР ЦЯЗО ЗОБРЕТЕНИЯТЕЛЬСТВУ САН Н АВТОРСКО 1979. 5, Ю 18,ЛЕМЕНТОВГОЗАПОМИНА. ФИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в оптических запоминающих устройствах вычислительных машин.Известны оптические способы записи информации, включающие выжигание в специальных фотохромных веществах(чувствительных к фотовыжиганию), охлажденных до гелиевых температур, ус" тойчивых спектральных провалов, т.е. узких интервалов в спектре поглощения, в которых поглощение понижено.Однако изготовление пространственно-спектральной памятиукаэанным способом является технологически сложным процессом и требует много времени. Если достигнута теоретически предельно возможная плотность 10 бит/см, то, процесс становится чрезвычайно дли" тельным. Например, при скорости выжи гания одного спектрального провала в 1(57) Изобретение относится к вычисли" тельной технике и может быть использовано в оптических запоминающих устройствах .вычислительных машин. Целью изобретения является повышение плотности записи информации. Поставленная цель достигается тем, что проецируют первичную запись с помощью лазерного или широкополосного излучения в уменьшенном изображении на другой саеточув" ствительный материал с неоднородно уширенной полосой поглощения, способный к фотоиндуцированному образованию спектральных провалов в полосе погло" щения 2 ил С." одну секунду заполнение 1 сма.памяти требует несколько тысяч лет, Чрезвы" чайно трудно обеспечить запись большого числа провалов.(до 10000), что тре" бует большой точности сканирования по спектру, на малой площадке чувствительного к фотовыжиганию. вещества (те" ф оретический предел на наименьшие размеры площади поверхности пленки накла- ф дывает диффракция света: при длине волны света А минимальная величинапятна фокусированного луча равна Л %, т.е. 10-з см для видимого света, максимально возможная плотность записи по спектру составляет 10000 независи мых провалов),еайвЦелью изобретения является повыше" ние пространственной (поверхностной) плотности записи информации.Согласно способу, включающему выжигание в специальных фотохромных аещест-.17 Й 2860 вах чувствительных к фотовыжиганию) устойчивых спектральных провалов и пространственное сканирование выжигающего луча, запись информации производят в два этапа. Вначале информация записывается в частотном измерении (отсутствие провала при данной частоте нуль, наличие провала - единица) на сравнительно большой площади, например соответствующей сечению лазерного луча выжигания (0,5 х 0,5 см ). Изготов-2ленный таким. образом первичный элемент (или их совокупность, например 100 пространственно-спектральных элементов 15 на 1 см чувствительной к фотовыжига" нию пленки) проекцируют в проходящем через элемент (или их совокупность) луче (например лазером) в уменьшенном изображении на вторую чувствительную 20 к фотовыжиганию пленку. При этом не требуется специальная система стабили" зации сканируемого по частоте направ" ления луча в пространстве и местонахождения цели (чувствительной к фото" 25 выжиганию пленки). Может быть использовано также и спектрально широкопо" лосное излучение нелазерного источника света.Предельное уменьшение одного элемента определяется принципиально дифракционным пределом, практически аберрациями оптической системы, Уменьшение до 10 см х 10 не должно быть трудным, пределом является 10 см х х 10 см. Так как прошедший через первичный элемент свет имеет спектральное распределение интенсивностей, повторяющее спектральную структуру пропускания этого элемента, то выжигающее дей.ствие прошедшего света на вторичный элемент (чувствительная к фотовыжига" нию пленка) таково, что на вторичном элементе формируются провалы (единицы) и остаются нетронутые участки (нули) в точности при тех же самых частотах, которые фиксировали информацию на первичном элементе (или их совокупности). Пока речь идет об упаковке, записанной в двоичной системе информации, значение имеет именно наличие или от" 50 сутствие.провалов при данной частоте, их глубина и форма могут колебаться в заметных пределах, лишь бы сохранилась возможность установления сущест" вования или отсутствия провала. 55 1Указанная процедура изготовленияэлементов плотной упаковки информацииточно также применима и к светофильт рам пропускания и синтезу пространственно-временных голограмм,основанных на явлении фотовыжигания спектральных провалов, Однако вслучае этих изделий возникает требо"вание достаточно точного сохраненияспектрального контура провалов. Пред"ставляет интерес и пространственноеувеличение этих элементов. В случаеголограмм возникают теоретические задачи о голограммах с деформированными пространственными размерами.Пространственная плотность записина вторичном элементе повышается втакое число раз, в какое уменьшеноизображение. Процесс уменьшения изображения элемента с записанной информацией (или их совокупность) можновести также и многоступенчато, приэтом коэффициент пространственногоуплотнения равен произведения коэффициентов уменьшения на всех ступеняхпроцесса,Способ применим независимо отпространственной формы заполненногоинформацией участка на первичной пленке. Материалы пленок могут быть любыми, требуется чувствительность кфотовыжиганию на достаточно широкомучастке поглощения. Пленки могут бытьи многослойными, их поглощение можетбыть обеспечено одновременным введением примесей разной природы,На фиг, 1 изображена схема экспе"риментальной установки; на фиг. 2 спектр пропускания первого элементапосле записи изображения.П р и м е р. В качестве носителейинформации (фотохромных сред) используют плоскопараллельные пластинки изполистирола, активированные молекула"ми октаэтилпорфина (концентрация при"месных молекул 5 10 1 моль/л),Источником света служит перестраи"ваемый лазер 2 на красителе (модельСРфирмы "СоЬегеп", красительДСИ, ширина линии генерации Ь% 1, == 0,01 нм, накачиваемый аргоновым лазером .1 1 ппоа"70). Лазерное излуче"ние пропускается через оптическую систему 3 для расширения луча на первойфотохромной пластинке 01 круглого пятна равномерной освещенности диаметром 0,7 см, С помощью линзы Е диаметрлуча на второй фотохромной пластинке02 уменьшается до 2 10 см, Обе пластинки находятся в оптических криоста"тах типа "Утрекс" при Т = 4,2 К.5 134При длине волны.= 619,5 нм (в середине спектрального интервала, использованного для записи инФормации) оптическая плотность пластинки 01,0,1= = 3,0 и оптическая плотность пластйнки 02 О= 1,8. При измерении спектра пропускания пластинок регистрация осущест.вляется с помощью Фотоэлектронного умножителя 4 (ЕИ 1 Д 341/350, импульсы которого накапливаются в многоканальйый импульсный анализатор 6 (ЬРВ) Сканирование длийы волны лазера на красителе осуществляется с помощью блока 5 управления, состояние которого (скорость и направление сканирования) определяется внешними командами от анализатора 6.На первом этапе эксперимента,осуществляют запись информации в двоичной системе (отсутствие спектрального провала при данной длине волны - нуль, наличие провала - единица) на первую фотохромную пластинку 01 (площадь записи В= 40 мм ). Координаты для записи одного байта ииформации в шка-, ле длин волн определяются выражением 2860элемент второй пластинки (площадь Б = 0,03 мм), а длина волны излучения равномерно сканируется в пределах 5620,0 - 619,0 нм. Интенсивность излучения перед первой пластинкой0,45 л 1 кВт/см , полное время сканирования составляет 20 мин. После этого измеряется спектр пропускания пластин.10 ки 02 (фиг. 2 б). Сравнение двухспектров (Фиг. 2) показывает, что при пространственном (поверхностном) уплотнении информации в З/Б в 10 раз указанным образом точность инФормации 15 в спектральном измерении сохраняется.Появление относительно большого Фона (уменьшение контрастности провалов) (фиг. 2 б) связано с меньшей дозой облучения при выжигании провалов в ходе 2 О сканирования (по сравнению с дозойвыжигания на первом этапе эксперимента), а также меньшей оптической плотностью пластинки 02. При необходимости контрастность провалов может быть 25 увеличена использованием более интенсивного излучения при сканировании длины волны на втором этапе эксперимента.где 8 " номер бита в байте;Ъа = 61 9 ф 95 нм 1ЕЪ =0,1 нм,Для записи байта 00110110 выжигаются четыре провала на длинах волныЪ; (1=23,5,6). Время облучения пластинки при выжигании одного проваласоставляет в среднем 300 с, интенсивность излучения перед пластинкой55 мкВт/см. Спектр пропускания первогоэлемента после записи изображенияпоказан на Фиг. 2 а. Некоторая неравномерность в величинах максимальногопропускания провалов связана с зави"симостью эффективности фотовыжиганияот длины волны и с некоторым изменением оптической плотности пластинки вданном спектральном интервале, В про"цессесчитывания информации эта не"равномерность не является, существенной, так как может быть исключена вве"дением подходящего уровня дискримина.цииНа втором этапе эксперимента в ус-,тановку добавляется пластинка 02,Лазерное излучение, проходящее черезпластинку 01, проецируют на маленький Формула изобретения Способ изготовления элементов па"мяти частотно-селективного запоминающего устройства, заключающийся в том,что освецают светочувствительный ма" Зс териал с неоднородно уширенной поло.сой поглощения, способный к обратимо"му фотоиндуцированному образованиюспектральных провалов в полосе поглощения лазерным излучением, спектральная ширина которого меньше ширины неоднородно уширенной полосы поглощениясветочувствительного материала, осу"ществляют частотное сканирование лазерного излучения в соответствии с заф писываемой информацией, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения плотности записи информации,проецируют первичную запись с помощьюлазерного или широкополосного излуче ния в уменьшенном изображении на дру".гой светочувствительный материал снеоднородно уширеиной полосой поглощения, способный к фотоиндуцированномуобразованию спектральных провалов в 55 полосе поглощения.1742860 10 2 муцеви дакт уллащ рректор учар Т роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. ина, 10 1 11111101 Составитель С. Техред Л.Олийн аказ 2288 ираж НИИПИ Государственного комитета по иэобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская н