Голографическое запоминающее устройство

(56) 1.Ар У 4, р, 82.Авто по заявке кл. С 11 ОСУДАРСТИЕННЫЙ НОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР(54)(57) ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ ОПЕРАТИВНОЕЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащееисточник излучения, оптический выходкоторого через блок адресации лучасвязан с входом первого блока Формирования луча, второй блок Формирования луча, вьмод которого через последовательно расположенные управляемыйтранспарант, блок рэндомизации ипервый блок фокусировки луча оптически связан с входом управляемого мультиплицирующего блока, на каждомоптическом выходе которого установлентретий блок формирования луча, оптически связанный с носителем информации, вторые блоки фокусировки по числу оптических выходов управляемогомультиплицирующегоблока, выход каждого из которых через блок оптическойсвязи и проекционный блок связан ссоответствующим входом блока обработки информации, блок управления, выходы которого подключены к источникуизлучения, блоку адресации луча,управляемому транспаранту, управляемому мультиплицирующему блоку, носителям информации, блок обработки инФормации, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьппения надежности устройства, в него введеныуправляемый светоделитель, четвертыйблок формирования луча, блок формирования опорного луча, блок сведениялучей, переключатель поляризации, пятые блоки формирования луча по числуоптических выходов управляемого мультиплицирующего .блока, блоки блокировки опорного луча по числу оптическихвыходов управляемого мультиплицирующего блока, формирователь управляющих сигналов, причем выход первогоблока формирования луча связан свходом управляемого светоделителя,первый оптический выход которогочерез четвертьй.блок формированиялуча оптически связан с первым входом блока сведения лучей, второй оптический выход управляемого светоде;,лителя через блок формирования опорного луча связан с вторым входом блока сведения лучей, выход которогочерез последовательно расположенныевторой блок формирования лучей ипереключатель поляризации оптическисвязан с первым блоком фокусировкилуча, оптический выход каждого носителя информации через соответствую"щие пятый блок формирования лучаи блок блокировки опорного лучасвязан с входом соответствующеговторого блока фокусировки луча, выход блока управления через формирователь управлянщих сигналов подключен к управляющему светоделителю.9 б 7207Предлагаемое изобретение относит"ся к области вычислительной техники ди может быть использовано в систе- . имах сперативной обработки большихмассивов информации. 5 г Известно голографическое оперативное запоминающее устройство(ГОЗУ) 1, содержащее источник излучения, блок .адресации луча, муль - 10 типликатор изображения, оптические системы, носители информации, управляемые транспаранты, матрицы голо- линз, фотоприемные блоки. Основными недостатками данного устройства яв ляются невысокая его надежность, связанная с наличием большого количества (равного коэффициенту мультипликации) управляемых транспарантов, фотоприемных блоков и матриц голо линз, а также относительно небольшая его информационная емкость. Наиболее близким техническим решением является многоканальное ассоциативно-адресное оптическое запоминающее устройство 2, содержащееисточник излучения, оптический выходкоторого через блок адресации лучасвязан с входом первого блока формирования луча, второй блок формирования луча, выход которого через последовательно расположенные управляемый транспарант, блок рэндомизациии первый блок фокусировки лучей связан с оптическим входом управляемого мультиплицирующего блока, каждыйоптический выход которого через третий блок формирования лучей связан соптическим входом носителя информа- щ 0ции, вторые блоки фокусировки лучапо числу оптических выходов мультиплицирующего блока, выход каждогоиз которых через соответствующийблок оптической связи и проекционный а 5блок связан с соответствующнм оптическим входом блока обработки информации, и блок управления, выходыкоторого подключены к истбчнику излучения, блоку адресации луча, управ ляемому транспаранту, управляемомумультиплицирующему блоку, к каждомуносителю информации, блоку обработкиинформации, Основным недостатком этого устройства является относительно 55 невысокая его надежность, связаннаяс "точечным" методом хранения информации. Цель изобретения - повышение наежности устройства за счет хранения нформации на голограммах.Цель достигается тем, что в голорафическое оперативное запоминающее устройство введены управляемый светоделитель, четвертый блок формирования луча, блок формирования опорного луча,блок сведения лучей, блок переключателя поляризации, пятые блоки формирования луча по числу оптических выходов управляемого мультиплицирующего блока, блоки блокировки опорного луча по числу оптических выходов мультиплицирующего блока, формирователь управляющих сигналов, причем выход первого блока формирования луча связан с оптическим входом управляемого светоделителя, первый оптический выход которого через четвертый блок формирования луча связан с первым входом блока сведения лучей, второй оптический выход управляемого светоделителя через блок формирования опорного луча свя зан с вторым входом блока сведения лучей, выход которого через последовательно расположенные второй блок формирования лучей, блок переключателя поляризации и первый блок фокусировки луча связан с оптическим входом управляемого мультиплицирующего блока, оптический выход каждого носителя информации через соответствующий пятый блок формирования луча и блок блокировки опорного луча связан с соответствующим входом второго блока фокусировки луча, выход блока управления через формирователь управляющих сигналов подключен к управляемому светодели- телю.На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства.В состав голографического оперативного запоминающего устройства входят источник излучения 1, блок адресации луча 2, блок формирования луча З,управляемый светоделитель 4, блок формирования луча 5, блок формирования опорного луча 6, блок сведения лучей 7, блок формирования лучей 8, управляемый транспарант(УТ) 9, блок переключателя поляризации 10, блок рэндомиэации 11, первый блок фокусировки лучей 12, управляемый мультиплицирующий блокУМБ) 13, блоки формирования лучей967207 4Блок сведения лучей 7 обеспечивает направление, сигнальных и опорных пучков на блок формирования лучей 8.Блок 7 может быть выполнен, например, в виде светоделительного поляризованного куба, а блок 8 . - в виде объектива.Управляемый транспарант 9 осуществляет пространственно-временную моду О ляцию проходящих световых пучков всоответствии с кодом, предназначенным для записи информации. з14, носители информации .15, блоки .формирования лучей 16, блоки блокировки опорного луча 17, вторыеблоки фокусировки луча 18, блокиоптической связи 19, проекционныеблоки 20, блок обработки информации(ФУС) 23.Источниками излучения 1 могутбыть, например, лазеры, а в качестве блока адресации луча 2 могут использоваться, например, электричес"кие дефпекторы,Блок формирования луча 3 можетбыть выполнен, например, в видеобъектива.Управляемый светоделитель 4 илирасщепляет световой пучок на сигналь"ный и опорный, или направляет весьсветовой пучок только в канал опорного пучка. Блок 4 может состоять,например, иэ поляризационного светоделительного куба, пропускающего илиотражающего световые пучки в зависимости от ориентации плоскости поля"риэации света, перед входной плоскостью которого расположен переключатель поляризации. Переключательполяризации, при подаче на него напряжения, может поворачивать плос"кость поляризации проходящего светаили на 90 , или создавать эллиптическую поляризацию. Блок формирования луча 5 обеспечи- З 5 вает освещение управляемого транспаранта 9 под разными углами. Блок 5 может быть выполнен, например, на основе линзо-растровой оптики или расщепителя светового луча, например 40 на основе двулучепреломпяющих элементов или голографического, расщепляющего луч на множество пучков, число которых равно полному числу рабочих ячеек управляемого транспаран" 45 та 9.Блок формирования опорного луча 6 обеспечивает совмещение опорного и сигнального пучков по всей поверх" ности каждого носителя информации 15. 50 Блок 6 направляет все опорные пучки через блок 7 в блох 8 под разными углами так, что они проходят через один и тот же входной зрачок блока переключателя поляризации 10. Блок 6 55 может быть выполнен, например, на основе объективов и поворотных эле- . ментов. Блок переключателя поляризации 10 ориентирует плоскость поляризации опорного пучка параллельно сигнальному. Он может быть выполнен, например, на основе электрооптических или жидкокристаллических элементов.Блок рэндомизации 11 обеспечивает равномерное распределение света по полю голограммы. Бпок 11 может быть выполнен, .например, на основе жидких кристаллов.Первый блок фокусировки лучей 12 осуществляет фурье-преобразование входной страницы информации (УТ) и может бьггь выполнен в виде объектива.Управляемый мультиплицирующий блок 13 осуществляет, например., направление изображения УТна любой носитель информации 15 и можег быть вьг. полнен на основе управляемых полукубических систем 2 . Каждый блок формирования луча 14 о еспечивает направление сигнального пучка по нормали к соответствующему носителю 15 и может быть выполнен, например, в виде объектива.Каждый носитель информации 15 вы" полнея, например, на основе магнитооптических материалов или любой подходящей среды, допускающей оптическую оперативную запись, считывание и стирание голограмм.Блоки формирования лучей 16 предназначены для совмещения считывающих пучков на соответствующих блоках 17. Блок 16 может состоять, например, иэ двух объективов, находящихся взаимно в фокальных плоскостях друг друга.Каждый блок фокусировки луча 18 выполнен, например, в виде объектива.Каждый блок оптической связи 19 выполнен, например, в виде матрицы волоконных световодов.О Проекционные блоки 20 выполнены,например, в виде коллективных объективов.Блок 21 осуществляет обработку ин 5формации, считанной с любой голограммы.Блок управления 22 управляет различными режимами обработки информации,Голографическое оперативное запоминающее устройство работает следующим образом.В режиме записи источник излучения 1 направляет световой пучок наблок адресации луча 2, который по ко.манде БУ-. 22 устанавливает его в положение, соответствующее адресуучастка на соответствующем носителеинформации 15, на который должна за Описываться голограмма. Световой пучок,выходящий из блока адресации луча 2,формируется блоком 3 и поступает науправляемый светоделитель 4. Управляемый светоделитель 4 расщепляет 25световой пучок на сигнальный и опорный.Сигнальный пучок формируется блоком Формирования луча 5 и освещаетчерез блоки 7 и 8 управляемый транспарант 9, На УТотображается кодзаписываемой информации, поступающийпо команде БУиз любого внешнегоисточника информации. (например, ЗУлюбого типа, процессора и т,д.) Покоманде БУблок 11 формирует дляотображенного на УТкода рэндомизирующую маску случайной фазы.Опорный пучок, пройдя блок формирования опорного луча 6, через блоки7 и Я поступает на блок переключателя поляризации 10. Блок 10 поворачивает плоскость поляризации опоргного пучка, например, на 90 , уста. навливая ее параллельно плоскостиполяризации сигнального пучка.Сигнальный и опорный пучки одновременно через первый блок Фокусировки лучей 12 поступают на вход управляемого мультиплицирующего блока 13.По команде БУна УМБподаетсякод адреса соответствующего носите-ля 15, на который должна записываться информация. Этот код открывает"соответствующий канал в УИБ, по 55которому сигнальный и опорный пучкипоступают с входа УМБна выбранный выход. Через соответствующий четвертый блок формирования лучей сигнальный и опорный пучки освещают участок выбранного носителя информации 15, соответствующий адресу, заданному блоком адресации луча 2. Интерференционная картина сигнального и опорного пучков представляет собой Фурье-голограмму изображения кода, отображенного на УТ, На выбранный носитель информации 15 по команде БУ, например, подается сигнал, разрешающий запись. По окончании записи голограммь 1 сигнал, разрешающий запись, снимается.В режиме считывания блок адресации луча 2 по команде БУустанавливает световой пучок в положение, соответствующее адресу голограммы на выбранном носителе 15, с которой должна считываться информация. Управляемый светоделитель 4 по команде БУнаправляет весь световой пучок только в канал опорного пучка. Считывающий пучок проходит оптическую систему опорного канала и освещает выбранную голограмму на носителе информации, адрес которого определяется кодом, поданным с БУна УИБ.Восстановленное с голограммы изображение поступает через блоки 16-20 в выходной, блок, где обрабатывается известными схемами.Считывающий пучок, прошедший сквозь голограмму без дифракции, каждым пятым блоком формирования лучей 16 проецируется. на соответствующий блок блокировки считывающего луча 17, блокируется им и не мешает обработке восстановленного с голограммы изоб-. ражения.В режиме стирания голограммы управляемый светоделитель 4 направ" ляет стирающий пучок только в канал опорного пучка, а на носитель информации 15 по команде БУ, например, подается сигнал, разрешающий стирание. По окончании стирания голограммы сигнал, разрешающий стирание, например, снимается.Использование предлагаемого устройства в вычислительной технике позволит осуществлять обработку инфор" мации по массиву 10 -10 дв.зн и более чем в 100 раз увеличить надеж ность запоминающих устройств,967207 8Создание электронного аналога та- ным иэ-засложности,технических трудкой памяти не представляется возмож- ностей ислишком высокой стоимости. Редактор О.Юркова ор Корректор О А.Бабинец Зака одписно Патент" г.Ужгород, ул.Проектная,4 64/2 Тираж ВНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, енного комитета СССРтений и открытий35, Раувская наб., д.4