Голографическое запоминающее устройство

,80780711 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 1)5 6 11 С 1 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н лей ля емь с вхо БССР ОО СР а являетсяст абот и Формацииенсация до раз ьности для всеиков. Вслся разбр как чувст- рицы фотой интенсивГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт электроники АН(54)(57) ГОПОГРАфИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее последовательно оптически связанные лазер,дефлектор, накопитель в виде матрицыголограмм и рабочий фотоприемныйблок, выполненный в виде матрицы фотоприемников, блок стробирования,блок усилителей считывания, блокФормирователей импульсов, блок управляемых элементов задержки и блокуправления, подключенный к дефлекторуи блокам стробирования и управляемыхэлементов задержки, причем первыевходы Ьлока усилителей считыванпяподключены к блоку стробирования,а выходы - к входам блока управляемыхэлементов задержки и блока формироваПредлагаемое изобретение относит к области вычислительной техники и может быть использовано, например, в электронных вычислительных машина с голографической памятью.Известно устройство, содержащее .оптически связанные лазер, дефлектор матрицы голограмм и фотоприемников, а также электрически соединенные усилители, Формирователи, блоки управления и стробирования. мпульсов, выходы блока упра элементов задержки соединен ми блока формирователей импульсов, блок строЬирования подключенк дефлектору, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения надежности, в него введены светоделительныйэлемент, поляризатор, резервный фотоприемный блок, первый и второй коммутаторы и блок контроля, подключенныйк выходам блока формирования импульсов, первому коммутатору, подключенному к вторым входам блока усилителейсчитывания и к рабочему и резервномуфотоприемным блокам, и к второмукоммутатору, включенному между блокомуправления и рабочим Фотоприемнымблоком, фотоприемные блоки оптическисвязаны через поляризатор со светоделительным элементом, размещенным между лазером и дефлектором и оптическис ними связанным, резервный Фотоприемный блок оптически связан с накопителем, а поляризатор подключен кблоку управления. Недостатком устрои также низкая надежность товерность считывания и Это вызвано тем, что ком броса пороговой чувстви исходит поразрядно сраз слоев матрицы фотоприем ствие этого не учитывае в разрядах каждого слов вительности фотоячеек м приемников, так и града780711ности восстановленной оптической информации из матрицы голограмм. Болеетого, отсутствует контроль работоспособности Фотоячеек матрицы фотоприем"5ников.Наиболее близким техническим решением является голографическое запоминающее устройство. Устройство содержит последовательно оптически связанные лазер, дефлектор, накопитель ввиде матрицы голограмм и рабочий фотоприемный блок, выполненный в видематрицы фотоприемников, блок стробирования, блок усилителей считывания,блок Формирователей импульсов, блокуправляемых элементов задержки и блокуправления, подключенный к дефлектору, и блокам стробирования и управляемых элементов задержки, причем первые входы блока усилителей считыванияподключены к блоку стробирования, авыходы - к входам блока управляемыхэлементов задержки и блока формирователей импульсов, выходы блока управля емых элементов задержки соединены свходами блока Формирователей импульсов, блок стробирования подключен кдефлектору.Недостатками устройства являютсякак недостаточная надежность работы,так и недостаточная достоверностьсчитывания информации, вызванные отсутствием контроля работоспособностифотоячеек матрицы фотоприемников,Действительно, современные голографи 35ческие запоминающие устройства (ГЗУ)имеют емкость порядка 106 бит и более, иначе они будут не конкурентоспособными, А это значит, что матрицаФотоприемников должна иметь 10 и4 40более Фотоячеек. Надежность работыустройства определяется работо спосо бностью Фотоячеек. Допустим, что вовремя сеанса передачи информации,т.е. ввода ее в электронную машину,45отказали две Фотоячейки. Обычно матрица голограмм содержит 10 субголоФграмм; каждая из которых емкостью10 ф бит следовательно, при вводеЭ Эф 50информации в машину потеряно 2 10 бит(одной субголограммы - 2 бита, а104 субголограмм - 2 104 бит),Целью изобретения является повышение надежности работы устроистван ,55 и достоверности считывания информации за счет контроля работоспособности фотоячеек матрицы фотоприемников перед каждым циклом считывания и восстановления отказавших Фотоячеек.Цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно оптически связанные лазер, дефлектор, накопитель в виде матрицы голограмм и рабочий фотоприемный блок, выполненный в виде матрицы фотоприемников, блок стробирования, блок усилителей считывания, блок формирователей импульсов, блок управляемых элементов задержки и блок управления, подключенный к дефлектору и блокам стробирования и управляемых элементов задержки, причем первые входы блока усилителей считывания подключены к блоку стробирования, а выходык входам блока управляемых элементов задержки и блока формирователей импульсов, выходы блока управляемых элементов задержки соединены с входами блока Формирователей импульсов, блок стробирования подключен к дефлектору, введены светоделительный элемент, поляризатор, резервный фотоприемный блок, первый и второй коммутаторы и блок контроля, подключенный к выходам блока Формирования импульсов, первому коммутатору, подключенному к вторым входам блока усилителей считывания и к рабочему и резервному Фотоприемным блокам, и к второму коммутатору, включенному между блоком управления и рабочим фотоприемным блоком, фотоприемные блоки оптически связаны через поляризатор со светоделительным элементом, размещенным между лазером и дефлектором: и оптически с ними связанным, резервный фотоприемный блок оптически связан с накопителем, а поляризатор подключен к блоку управления. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства,Устройство содержит лазер 1,светоделительный элемент 2, поляризатор 3, дефлектор 4, накопитель ввиде матрицы голограмм 5, резе)вный .фотоприемный блок 6, рабочий Фотоприемный блок, выполненный в виде матрицы Фотоприемников 7, первый коммутатор 8, блок усилителей считывания9, блок управляемых элементов задержки 10, блок формирователей импульсов11, второй коммутатор 12, блок стробирования 13, блок управления 14,блок контроля 15.780711 держивается на время, необходимое для установления порогов срабатывания блока Формирователей импульсов 11,Если же в результате проверки работоспособности фотоячеек рабочего фотоприемного блока 7 некоторые из них быпи выявлены блоком контроля 15 как неработающие, то из последнего пос,тупает сигнал на первый и второй коммутаторы 8, 12, 11 о этому сигналу коммутатор 8, 12 отключает рабочий фотоприемный блок 7 от блока усилителей считывания 9 и блока управления 14 и соответственно подключают резервный фотоприемный блок 6, Дальше работа осуществляется аналогично как с рабочим фотоприемным блоком 7.Заявляемое устройство позволяет решить поставленную задачу повышения 5В ГЗУ лазер 1, светоделительныйэлемент 2, поляризатор 3, подключенный к блоку управления 14, и дефлектор 4 связаны оптически. Резервныйфотоприемный блок 6 и рабочий блок 7,подключены через первый коммутатор 8с одними из входов блока усилителей9 и через второй коммутатор 12 - кблоку управления 14. Другие входыблока усилителей 9 соединены с блокомстробирования 13, причем выходы блокаусилителей 9 подключены к одним иэвходов блока управляемых элементовзадержки 10 и блоку формирователейимпульсов 11. Другие входы блока управляемых элементов задержки 10 соединены с блоком управления 14, а другие входы блока формирователей импульсов 11 - с выходами блока управ-20ляемых элементов задержки 10, Выходыблока Формирователей импульсов 11подключены к блоку контроля 15, соединенному с первым 8,и вторым 12 коммутаторами. Блок управления 14 соединен с дефлектром 4, блоком стробирования 13 и блоком управляемых элементов задержкиВ указанном устройстве введенныесветоделительный элемент 2 и поляризатор 3 представляют собой известныеиз физической оптики оптические эле"менты, Первый 8 и второй 12 коммутаторы выполнены на базе серийно выпускаемых микросхем серии К 155 со стро 35бированием и предназначенных для се,лективного подключенияшин считываниярабочего и резервного фотоприемныхблоков 7, 6 к блоку усиления 9, ашин выборки информации - к блоку управления 14,Блок контроля 15 выполнен на базесерийно выпускаемых микросхем серииК 155 и предназначен для контроля ра-ботоспособности ячеек блоков фотоприемных 7 и 6.Устройство работает следующим образом,Часть света луча лазера 1 отделяется светоделительным элементом 2 инаправляется через поляризатор 3 нарабочий фотоприемный блок 7. По кодуадреса из блока управления 14, дефлектром 4 выбирается в накопителе 5заданная субголограмма. В этот жемомент (т,е. за время переключения55дефпектора 4 с одной позиции на другую),по команде блока управления 14осуществляется контроль работоспособ 6ности ячеек рабочего фотоприемного блока 7 следующим образом. Поляризатор 3 устанавливается на пропускание, при этом свет от лазера 1 освещает весь рабочий Фотоприемный блок 7.Электрические сигналы с рабочего фотоприемного блока 7 поступают через первый коммутатор 8 и через блок усилителей считывания 9 и блок форми-, рователей импульсов 11 в блок контроля 15. В случае работоспособности всех Фотоячеек из блока контроля 15сигналы на первый и второй коммутаторы 8, 12 не поступают и работа устройства осуществляется с рабочимфотоприемным блоком 7, соединеннымчерез последнее с блоком усилителейсчитывания 9 и блоком управления 14,который подает сигнал на поляризатор3 для прекращения засветки. В рабочемфотоприемном блоке 7 по коду адреса блока управления 14 выбирается нужноеслово. Шумы, поступающие с разрядомвыбранного слова и усиленные блоком усипителей считывания 9, поступаютна входы блока управляемых элементовзадержки 10 и соответственно на входыблока формирователей импульсов 11 дляустановления порогов их срабатывания,Вмомент максимума нарастание интенсивности из блока стробирования 13поступает сигнал на блок усилителейсчитывания 9 для разрешения считывания полезной информации и на дефлектор 4 для обеспечения восстановления изображения лучом лазера 1 выбраннойсубголограммы. Усиленные сигналыблоком усилителей считывания поступают на элементы задержки 10, где занадежности работы ГЗУ и достоверностисчитывания информации,Известно, что надежность и достоверность считывания информации определяется работоспособностью ячеекфотоприемного блока (ФБ), Неработоспособность фотоячеек заключается какво внезапных их отказах, составляющих до 20 Е, так и в постепенных отказах порядка 80%, Внезапные отказывызваны пробоем р-п перехода обры)вами и перегреванием выводов, наружным пробоем между выводами, короткими замыканиями в структуре. Постепенные отказы вызваны возрастание обратФных токов переходов, снижением коэффициентов передачи тока, дрейфом параметров и характеристик, возрастанием уровня собственных шумов. Крометого, работоспособность фотоячеек зависит от технологического разбросапараметров температуры р-п перехода,кратковременных йерегрузокпонапряжению и току, рассеиваемой мощностии т.д.В случае выхода из строя одной изйотоячеек ФБ при вводе информациив ЭВМ будет потеряно инйормации порядка 10 бит (с каждой субголограммыпо одной бите, а таких субголограммв матрице 10 ф).Таким образом, в устройстве поставленная задача достигается следующим образом,Осуществляется контроль работоспо- З 5собности фотоячеек ФБ в начале каждого цикла считывания. Следует отметить,что контроль осуществляется за времяпереключения дефлектора, т.е. не накладывает ограничения на быстродействие работы ГЗУ. Одновременно с приходом сигнала на дефлектор для выборкинужного адреса (нужной субголограммы)поступает сигнал на поляризатор. Поэтому сигналу поляризатор пропускаетсвет на ФБ, где оптические сигналыпреобразуются в электрические и черезблок усилителей считывания поступаютв блок контроля, в котором по этим сигналам осуществляется контроль работоспособности фотоячеек ФБ следующим образом.1Если число электрических сигналов, поступивших в него, соответствует числу фотоячеек ФБ, то работа ГЗУ осуществляется с рабочим ФБ 7,Если число электрических сигналов, поступивших в него не соответствует числу фотоячеек ФЕ. т.е. в случае выхода из строя фотоячеек ФБ,то автоматически работа ГЗУ осуществляется с резервным ФБ 6.На основании изложенного можно сделать вывод о том, что предлагаемое устройство по сравнению с известным является наиболее эффективным, так как улучшаются основные определяющие характеристики устройства, такие как надежность работы ГЗУ и достовер-. ность считывания информации, и может полностью его заменить.Изобретение представляет значительный интерес для народного хозяйства, так как способствует как репению проблем, связанных с непрерывно продолжающимся ростом объема перерабатываемой информации, так и новым подходом к хранению больших информационных массивов, связанным с организацией банков данных, обслухивающих широкий круг потребителей и представляющих собой автономные системы с математическим и инйормационным обеспечением, широкой сетью каналов связи и терминальных устройств, указанных в директивах по плану развития народного хозяйства СССР.Предлагаемое устройство целесообразно использовать в вычислительной технике, в частности в ЭВМ с голографической памятью. Устройство может найти широкое применение в оптоэлектронных системах ввода информации в ЦБМ, специализированных системах сбора предварительной обработки и хранения инйормации.780711 Редактор О.Юркова ерохов а Ко ректо евска КНТ СССР, . роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 10 ЗакаВНИИПИ 872 Тираж Государственного к 713035, Ио42 Помитета по изобре ква, Ж, Рауш писноеениям и открытиям кая наб., д 4/5