Устройство для записи и считывания голограмм

50 руемым объектом, оптическим клином,фотоносителем и фотоприемниками, которые электрически соединены с логарифмическими усилителями, решающим устройством, которое связано с индикаторным блоком и затвором,Недостатки устройства заключаются в низком быстродействии, сложности конструкции, недостаточно высокой 10надежности. повышение надежности записываемых. голограмм в устройстведостигается усложнением конструкциии снижением быстродействия, т.к, процесс записи голограмм кроме известных операций включает дополнительно измерение интенсивностей. опорногои предметного пучков, вычислениеинтенсивности опорного луча, вычисление времени экспозиции, регулирова ние интенсивности опорного луча путем перемещения нейтрального оптического клина. При малых интенсивностях предметного луча в описанном устройстве существенно увеличивается 25время экспозиции;, снижая быстродействие устройства. Кроме того конструкция рассматриваемого устройстваисключает возможность контроля качества записываемых голограмм. 30Из известных устройств наиболееблизким по техническому решению является устройство, которое содержитоптически последовательно связанныелазеры, дефлектор, светоделитель,первый затвор, регистрирующую средув опорном канале, коллиматор, блокформирования страниц, светоделнтель,фотоприемный блок (ФБ), объектив,затвор .- в предметном канале., блок 40управления экспонированием, содержащий второй затвор, контрольный фотоприемник, блок управления затвором,блок сравнения, блок кодирования,блок управления (БУ).45В указанном устройстве лазер оптически связан с дефпектором светоделителем, первым затвором, регистрирующей средой, контрольным фотоприемником - в опорном канале, в предметном канале светоделитель связанс коллиматором, блоком формированиястраниц, светоделителеи, фотоприемным блоком и объективом. БУ электрически соединен с дефлектором, ФБ,блоком формирования. страниц, блоком55перемещения регистрирунщей среды, .блоком. управления затвором, блокомкодирования .и блоком сравнения, причем последний связан с БФ и блоком кодирования, который подключен к блоку формирования страниц.Недостаток описанного устройства - недостаточно высокая надежность записи, вызванная отсутствием контро-. ля качества записанных голограмм.В указанном устройстве случайные сбои вибрации, которые резко ухудшают качество голограмм, не выявля-. ются, поэтому возможна потеря отдельных страниц информации. В прототипе отсутствует считывание записанных голограмм, а ФБ используется только для проверки работы формирователя страниц.Цель изобретения - увеличение надежности работы устройства за счетосуществления контроля качества записанных голограмм, исключения потерь информации путем выявления в процессе контроля сбоев, имевших. место при записи.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для записи и считывания голограмм, содержащее лазер, оптически связанный с дефлектором, первый отражатель, оптически последовательно связанный через второй и третий отражатели с носителем информации, первый светоделитель,.первый выход которого оптически связан через первый затвор с носителем .информации, а второй выход - через последовательно расположенные четвертый отражатель, коллиматор и блок формирования страниц со вторым светоделителем, первый выход которого оптически связан с фотоприемным блоком,.а.второй - со вторым затвором, объектив записи / считывания, оптически .связанный с носителем информации, фокусирующий блок, оптическисвязанный с контрольным фотоприеи.ником, подключенным к блоку управления затворами, который .соединенс первым и вторьи затворами и блокомуправления, подключенным к блокусравнения, блоку перемещения носителя информации и блоку кодирования, который соединен с блоком сравнения, блоком формирования страниц и фотоприемным блоком, причем блок переме щения носителя информации механически связан с.носителем информации, введены переключатель поляризации, первый и второй коммутаторы световых пучкой и формирователь вйсоковольт865018ных импульсов,. Последний соединенс блоком формирования страниц, дефлектором, фотоприемным блокам управ.ления и переключателем поляризации.1Переключатель поляризации оптическисвязан с.дефлектором и через первыйкоимутатор световых пучков - с первым отражателем, первым светоделителем и Фокусирующим блоком. Второйкоммутатор световых пучков.оптически связан со вторым затвором, фотоприемным блоком и объективом зайиси/считывания,На чертеже изображено устройст.во.устройство содержит лазер 1, дефлектор 2, переключатель поляризации(ПП) 3, формирователь высоковольтйых импульсов 4,отражатели. 5,8,18,19,выполненные в виде зеркал, первыйкоммутатор световых пучков 6,.первый: формирования страниц 1 О, второй све-тоделитель 11, фотоприемный блок .25ФБ) 12, первый и второй затворы 13и 16, второй коммутатор световых. растру дефлектора 2,:При использова., нии дефлектора 2, работоспособностькоторого. не зависит.от поляризации . 4 Овходного излучения, ПП 3 может бытьрасположенперед дефлектором 2, приэтом требования к величине апертуры.ПП 3 резко уменьшаются.Коммутаторы световых пучков 6,14 - 45это призмы Глана без поглощающих покрытий с апертурой, соответствующейвыходному растру дефлектора 2,формирователь высоковольтных им- .пульсов ФВИ) 4 - это электронное 50устройство, реализующее высокбвольт."алый. выходной каскад для: управлениясостоянием ПП 3.Затворы могут быть выполнены ввиде переключателей поляризации с поляризаторами. Если в позиции, Б дефпектора свет лазера не попадает наноситель информации дефлектор определенной конструкций может это .обесч: бпечить), то предлагаемое устройство может работать без затворов. Однако указанные варианты являются частными случаями реализации описанного выше устройства,Работает устройство для записи и считывания голограмм следующим об-. разом.Страница накапливаемых данных пословно поступает из БУ 26 в блок кодирования 25,. в котором страница входных данных а, преобразуется в страницу перекодированных данных Ь, в соответствии с алгоритмом:Ь . = а,С+сЬ =ЬЕа Ь =Ь.С+Ъ , (1)Огде х, - кодовое слово данного алго 1ритма, задающее распределение логичес-. ких страниц в перекодированной странице. Преобразованные данныепослов- . но из блока кодирования 25 поступают на вход блока Формирования странйц .10 и блокасравнения 24 Одновременно из БУ 26 подается кодовое слово в дейлектор 2 и команда "запись" в ФВИ 4, После окончании переходных процессов в блоке Формирования страниц 10 из последнего в формирователь высоко- вольтных импульсов 4 поступает сигнал "ГОТОВ" и ПП 3 пропускает лазерный луч на светоделитель 7, объектный луч освещает блок .формирования страниц 10 так, что страницы Формируемых данных совмещаются при отражении от.светоделителя 11 с матрицей Фотоприемных элементов ФБ 12, Из БУ 26 поступают синхроимпульсы как в блокВ1 О для последовательного размещения слов, так и на ФБ 12 для последовательного считывания слов в форми-, рованной странице. Информация из ФБ 12 поступает в блок сравнения 24 и пословно .проверяется в нем на совпадение с данными, .передаваемыми.в блок формирования страниц 10 Если, быстродействие блока 1 О не позволяет укаэанную проверку правильности его функционирования осуществлять в процессе передачи информации, .то сравнение переданных электрических и сфор мированных оптических сигналов осу", ществляется после передачи сигнала ГОТОВ". Для этого передается из БУ26 серия синхроимпульсов в ФБ 12и повторно поступает входная страница данйых из БУ 26 через блок кодирования 25 на вход блока сравнения24 (без передачи в блок Формированиястраниц 10). Если блок формированиястраниц 10 правильно промодулировалобъектйый пучок, из блока сравнения,24 подается .сигнал об этом в БУ 26,и из БУ 26 передается кодовая комби Онация в дефлектор 2, тем самым выбирается канал .записи и по сигналу изБУ 26 блок управления затвором 22открывает затворы 13 и 16. Объектныйи опорный лучи, интерферируя, воз-действуют иа регистрирующую средуи часть опорного луча, проходя черезноситель информации 7, отражаясь .от зеркал 19,18,5 и .прсходя коммутатор 6, блоком 20 фокусируетсяна контрольный фотоприемник 21, сигнал с которого, пропорциональныйинтенсивности засветки, поступаетв блок управления затвором 22. В соответствии с интенсивностью опорного 25луча выбирается длительность экспонирования носителя информации так, чтобы энергия засветки соответствовала линейной регистрации голограмм. Сигнал конца экспонирования вырабать 1- 30вается в устройстве управления затвором 22, передается в БУ 26 и определяет момент запйрания затворов 13 и 16, Тем самым заканчйвается циклзаписи голограмм и начинается цикл контроля качества записанной голо :граммы. Для этого из БУ 26 ФВИ 4 и в ФБ 12 поступает. команда "считыва" ние" по которой изменяется состояние:НП 3 и поляризация луча лазера про ходящего через ПБ 3 изменяется на про-, тивоположную. Поэтому лазерный пучок в режиме считывания в коммутаторе световых пучков 6 испытывает полное внутреннее отражение, откланяется 45 на зеркала 5,18,19 и освещает на но- сителе информации 17 только что записанную голограмму, восстановленное изображение которой, проходя через объектив 15 и испытывая полное внутреннее отражение на коммутаторе 14, совмещается матрицей фотоприемных , элементов ФБ 1.2. Так как изображение восстановленной страницы посту-пает на ФБ 12 зеркально перевернутымпо отношению к расположению информа-; ционных точек, полученных после формирователя страниц 1 О, то ФВИ 4 переключает ФБ .12 на реверсивное считывание слов, передает в БУ 26 сигнал готовности считывания и из ВУ 26 поступают синхроимпульсы считывания слов на ВУ 12 и соответствующие слова записанной страницы - в блок кодирования 25 При.этом аналогично проверке работоспособности формирователя страниц из ФБ 12 поступают слова в блок сравнения 24 и из блока кодирования 25 - тоже, Результат сравнения (правильноФ записана голограмма или нет ) - поступает в БУ 26, которая в соответствии" с заданным алгоритмом работы либо продолжает дальнейший анализ записан" ной голограммы, либо переходит к записи следующей страницы данных. Дальнейший анализ голограммы включает еще несколько циклов считывания с изме-. нением параметров считывания 1,времени накопления ФВ 12, или уровней усиления фотосигналов в ФБ 12 ), что позволяет определить средний значения указанных параметров,при которых произ водится. правильное, надежное считывание. Цифровые значения данных параметров записываются,в БУ 26 в список идентификаторов и. адресов соответствующих голограмм. При рабочем считывании ранее записанных голограмм ад-. рес голограммы в виде кодовой комбинации подается из БУ 26 в дефлектор 2, параметры считывания - в ФБ 12; ПП 3 Формирователем 4 переводится в состояние считывания и луч лазера 1 через дефлектор 2,ПП 3, коимутатор 6, зеркала 5,18,19 освещает голограмму на носителе информации 17, восстановленное изображение которой через объектив 15 и коммутатор: 14 поступает на ФБ 12. На ФБ 12 подаются из БУ 26 синхроимпульсы считывания разряды считываемых слов из ФВ 12 поступают на вход блока кодирования 25, преобразуются к исходному виду и поступают в БУ 6 для обработки.Устройство позволяет увеличить надежность работы за счет контроля ка чества записанных голограмм, исключения потерь инфориации путемвыявления в процессе контроля сбоев, имевших место при записи.В современных архивах-банках обще+ го пользования емкостью О"ф бит ценность информации резко возрастает, так как восстановление утерянной ин-. формации, необходимой нескольким: пользователям, требует больших временных материальных .затрат и зачаетук(при работе в реальном масштабе времени) невозможно,В описанной конструкции, устройствапосле записи каждой голограммы осуще 5ствляется контрольное считываниепри переключении ПП 3 и прохождениилуча лазера 1 по каналу считывания.Контрольное считывание производитсяпри номинальных параметрах и послесравнения считанной информации с исходной в блоке сравнения 24, происходит фиксация сбоя (если он имелместо) и повторяется экспонированиерегистрирующей среды, или (при отсутствии сбоя) производится дальнейший контроль качества голограммы,который включает 3-4 цикла контрольного считывания с изменением параметров работы ФБ. В результате оценивается отношение сигнал/шум в записаннойголограмме и в ЭВМ.фиксируется среднеезначение параметров считывания, прн .которых отсутствуют ошибки, Тем самым контролйруется параметр голограмм - отношение сигнал/шум, которыйв основном определяет надежность работы .и в данном устройствеподдерживается в заданных пределах. Средниезначения параметров считывания записываются в память БУ в списке идентификаторов,и адресов (4 разряда накаждую голограмму) и исйользуютсяв рабочих циклах считывания, поэтомуошибки практически исключаются, надежность работы устройства существен 35но увеличивается.Кроме того, в устройстве нарядус конТрольным считыванием организовано рабочее считывание, котороепозволило расширить. функциональныевозможности устройства.Опрос матрицы фотоприемников ФБосуществляется быстрее,. чем сбросячеек блока формирования страницв исходное состояние поэтому конт-рольное считывание и определениесредних значений параметров считыванияможет происходить параллельно сподготовкой. записи новой голограммы,т.е. быстродействие устройства остается прежним. 4 разряда, хранящихинформацию о средних параметрах считыванияпри емкости голограммы 10бит на 0,4 снижа.1 т эффективную ем-кость устройства т,е, практически неизменяют ее,В предлагаемом устройстве исключаются потери. информации, поэтомуотсутствуют временные и материальныезатраты, связанные с восстановлениемутерянной информации, ошибками ввычислениях, моделировании и т.д.Использование предлагемого устройства в современных архивах большойемкости по сравнению с прототипом,экономически более выгодно.Предлагаемое изобретение можноиспользовать для построения высоко"надежного устройства записи и считывания цифровых голограмм. Поэтомупредлагаемое устройство целесообразноиспользовать как в составе ЭВИ сголографической, памятью, так и дляпостроения специализированных архивов, банков данных общего пользования.Ыб 5018 Редактор М. Ленина Техред Корректор Т. Палий лиинык каз 7 3 Г оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород Гагарина, 10 Тираж ударственного к 113035, Ммите тква,Подписное изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР5, Раушская наб., д. 4/5