Способ записи и воспроизведения оптической информации

/04 ГОСУД АРСПО ДЕЛ ОБРЕТЕНИЯ ПИСА(53) 6 (56) П ЗЗерно-Физический С. М. Захар ОЪМваДйь ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ О, Елютин, овМаныкин81.32766(088.8)атент США В 3638025,кл. 365-119, 1969,Авторское свидетельство СССР11 у 895836, кл, С 11 С 11/42, 1978,(57) Изобретение относится к спектрометрии быстропротекающих релаксационных процессов и может быть использовано в вычислительной технике дляоперативной обработки оптической информации. Целью изобретения являетсяувеличение объема записываемой и воспроизводимой информации, а также увеличение времени ее хранения в накопителе информации. Изобретение позволяезаписывать, хранить и воспроизводить оптическую информацию в виде оптических импульсов сложной временной и пространственной формы за счет того, что для оптической записи используется эффект фотонного эха. Воздействие на резонансную среду осуществляют тремя импульсами с неплоскими фронтами и временными контурами сложной ,Формы. При этом, спустя строго заданные интервалы времени, генерируется серия сигналов эха, воспроизводящих пространственно-временную форму кодирующего сигнала. Причем трехимпульсный режим возбуждения позволяет использовать для целей хранения и преобразования оптической информациин и Е аномально длительное время жизни стимулированного эха. Согласно изобретению временные интервалы между имлульовын 1, н т должны удовлетворять неравенствам Тл (ст(Т 1; Т" (я (Т, где Т Т и Т- соответственно времена продольной, поперечной и ъб-ратимой релаксации поляризации (Т яТ ). 1 з.п. Ф-лы, 1 ил 1 табл.,Изобретение относится к спектрометрии быстропротекающих релаксационных процессов и может быть использоваНо в вычислительной технике дляВоперативной обработки оптической информации,Цель изобретения - увеличение объема записываемой и воспроизводимойинформации, а также увеличение вре.мени ее хранения в резонансной среде.На чертеже показан график дляиллюстрации предлагаемого способа.Увеличение объема записанной ивоспроизводимой информации, увеличение времени ее хранения достигаетсяза счет того, что при импульсном многоволновом воздействии на резонансную среду полей разной интенсивностиинтерференция чистых и смешанных со.стояний резонансных атомов приводитк генерации целой серии эхооткликов,При этом, помещая оптическую информацию в форму временной огибающейи пространственную конфигурацию волнового фронта слабых импульсов, можно добиться прямого или зеркальноговоспроизведения пространственно-временной структуры импульса-кода вформе фотонного эха. При многократном возбуждении возникают импульсыэхакак от всевозможных пар внешнихимпульсов, так и специфические: стимулированное и восстановленное эхо.Причем время осуществления эффектастимулированного эха ограничено лишьвременем Т продольной релаксации,которое для некоторых типов веществсоставляет десятки минут. Следовательно, такое же время может хранить"ся в резонансной среде и оптическийкод.Пусть на кристалл подают последовательно три световых импульса, действующие в моменты С г и С и обладающие соответственно длительностями о, о и Ыв.Причем первый из нихявляется импульсом с заданной формой(импульс-код). В общем случае всетри импульса представляют собой сферические волны сходящегося или расходящегося типа с центром в точках сьрадиус-.векторами В. Е, и КТогда моменты прихода фронтов световьйс волн в точку с координатой Й3могут быть записаны следующим образом: сос(К.) у, ., Й )гдеи- временные интервалымежду импульсами,Я 1 ) = (-1)а( ф -Дфазовый пространственный множитель,при этом Ы= О соответствует расходящейся сферической волйе, а Ы = всходящейся, 1 с =и /с.Пасчет показывает, что макроскопический дипольный момент содержит. восемь слагаемых, определяющих коге.рентное спонтанное излучение образца. Три импульса возникают одновременно с внешними. Оставшиеся пять 20 откликов среды представляют собойимпульсы фотонного эха: эхо от перво"го и второго импульсов (12), эхо отпервого и третьего (13) и второго итретьего (23) импульеов, стимулиро ванное (зе) и восстановленное (ге). эхо.Время формирования когерентныхоткликов определяются следующими выражениями:30 "= -4,"- ,-,- е"= 3 " ( 35 40 45 50 55 ф 3 ( ) у (1фоъ)+ " + " + + ф; л-1 (;+г ) в ф 1ве веее з"=" ь" -( е-фвДе е ге вгде фазыопределяют пространстввенную структуру волнового фронта эха.Отличительным свойством эффекта. ФЭ является корреляция временной формы импульса-кода и эха. Причем перестановкой во времени сильного и кодирую- щего сигналов можно осуществить "считывание формы импульса как в прямом,нтак и в обратном направлении. Физи ческая причина этого явления заключается в возможности создания усло- . вий, при которых сигнал стимулированного фотонного эха будет линейным по полю любого из трех возбуждающих импульсов света. Именно поэтому как. для обычного режима возбуждения эха, так и для восстановленного ФЭ роль кодирующего импульса может играть только первый импульс света, Затуха-. ние откликов с индексами (зе) не зависит от интервала между вторым и третьим импульсом. Это связано с тем,1336114 7Из таблицы следует возможность использования эффекта ФЭ для обращения волнового фронта светового импульса импульсы ФЭ (12), (13), .(23) и (зе) столбе П если ко имеет е ичесц д сф р кий фронт. Импульс ФЭ с индексом (ге) восстанавливает фронт кодирующего сигнала с тем же знаком кривизны.10В случае, когда кодирующий импульс представляет собой плоскую волну (столбцы 4-6) появляется возможность путем подбора собирающих и рассеивающих линз соответствующей оптической 151силы получать сферическую волну эха заданного типа. ф о р м у л а изобретения20 1, Способ записи и воспроизведения оптической информации, заключающийся в том, что при записи на резо; нансную среду воздействуют последова тельностью из трех когерентных оптических импульсов, амплитуду первогоиз которых - импульса-кода модулируют в соответствии с записываемой инфорСоставитель С. Самуцевичиз Техред И.Попович Коррект Корол Редактор А. КоЗаказ 4051/50 ираж 589Государственнделам изобретеосква, Ж, Р Подписноего комитета СССРиЕ и открытийушская наб., д. В 1303 ая, 4 еское предприятие, г. Ужгород, ул Производственно-полиг мацией, причем амплитуда импульса-кбда/Ы ф, а амплитуда другихимпульсов б/дТ, длительностьимпульса-кода , Т, длительностьдругих импульсовТф, а временной интервал 1; имежду когерент 2ными оптическими импульсами Т (с 1, (( Т, Т (с 7 (Т, где Ти Т"1 дсоответственно времена продольнойпоперечной и обратимой релаксации,причем Т 71 Т ,- постоянная планка, Й - приведенный матричный элемент, а при воспроизведении информации после третьего когерентного опти-ческого импульса регистрируют эхосигнал резонансной среды, о т л и ч аю щ и Е с я тем, что, с целью уве-.личения объема записываемой и воспроизводимой.информации, а также увеличения времени хранения информации,осуществляют пространственную модуляцию волнового фронта второго когерентного оптического импульса,2, Способ по и. 1, .о т л и ч а ",ю щ и Е с я тем, что при занисиосуществляют пространственную модуля-.цию волнового фронта третьего когерентного оптического импульса.