DE1474356A1

DE1474356A1 - Elektro-optische Anordnung zur Speicherung und UEbertragung von Informationen

Info

Publication number: DE1474356A1
Application number: DE19651474356
Authority: DE
Inventors: Harris Thomas J; Kosanke Kurt M; Erhard Max; Kulcke Werner W
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1964-04-01
Filing date: 1965-03-23
Publication date: 1969-07-31
Also published as: GB1098932A; DE1474356B2; US3469206A; US3603801A

Description

I Ur. £xpi j

2. März 1965

Annielderin: Intern. Business Machines Corporation,

Ar monk, N. Y.

Aktenzeichen: Neu mmeldung

Aktonz. d. Anmeld.: Docket 77:51; Gf 27/(i!i

Klektro-opüsche Anordnung zur Speicherung und Übertragung von Informationen

Die Erfindung betrifft eine elektro-optische Anordnung zur· Speicherung und Übertragung von Informationen mit Hilfe einer Laser-Lichtquelle, bei der ein Laserinaterial inverser Besetzungsdichte zwischen zwei Spiegeln angeordnet ist.

10h WiU^-(Ie bereits vorgeschlagen, die von einem Laser emittierte Strahlung mittels magneto-optischer Kffekte steuerbar in verschie-

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denen Richtungen zu polarisieren. Bei dieser Anordnung ist im Strahlengang des Lasers eine rnagnetisierbare Platte angebracht', an deren hochreflektierender Oberfläche das Licht r reflektiert wird: Durch Magnetisierung der Platte in zur Einfallsebene des Lichts paralleler Richtung wird, abhängig von der Polarität der Magnetisierung, eine elliptische Polarisation in zwei Richtungen erzielt, in denen die Hauptachsen des Indexellipsoids senkrecht zueinander liegen. Da das Laserlicht kohärent ist, kann bei Magnetisierung von Teilbereichen auch das Laserlicht in einzelnen Teillichtstrahlen verschieden polarisiert sein. Die Erfindung zeigt einen Weg, wie mit Hilfe von derartig moduliertem Laserlicht Informationen auf kleinstem Raum gespeichert und mit außerordentlich hoher Geschwindigkeit übertragen werden können.

Die Anordnung zur Speicherung und Übertragung von Informationen ist gemäß dor Erfindung so ausgebildet, daß zwischen der einen Seite des Lasermaterials und des den Strahlengang auf dieser Seite begrenzenden Spiegels speichernde Mittel vorgesehen sind, dio in aus Teilbereichen der reflektierenden Fläche gebildeten Speicherzellen das emittierte Licht entsprechend den eingegebenen Informationen jeweils in einem von zwei möglichen Zustanden in das Lasermaterial

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zurückführen, und daß auf der anderen Seite des Lasermaterials hinter dem den La.ser.strahlengang begrenzenden, halbdurchlässigen Spiegel Mittel vorgesehen Kind, welche die in den einzelnen Teilbereichoii des halbdurchliissigen Spiegels vorherrschenden I.ichlzustände abtasten bzw. sichtbar machen.

Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung besteht dus die Informationen speichernde Mittel aus einer magnetisierbaren Platte, an deren hochreflektierender Oberfläche das lacht hin und her reflektiert wird, und es sind Mittel vorgesehen, durch die einzelne Hereiche der Platte in zwei verschiedenen Richtungen aufmagnetisierbar sind, derart, daß infolge magneto-optischer Kffekte die Lichtstrahlen in den einzelnen Bereichen in Abhängigkeit von den eingegebenen Informationen in zwei zueinander senkrechten Richtungen polarisiert sind. Vorteilhaft ist or dabei, im Strahlengang

!schließend an die magnetisierbar© Platte einen die durch Metallreflexionen liervorgerufenen Polar isationser scheinungen kompensierenden Spiegel anzuordnen. Die Aufinagnel isierung der Teilbereiche der Platte erfolgt vorzugsweise durch koin/.idierende Ströme in eitlem mat rixartigen Leitersystem.

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Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung wird dadurch erreicht, daß das speichernde Mittel aus einem elektro-optischen, unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes deaf Polarisationszustand eines es durchsetzenden Lichtstrahls ändernden Element besteht, das, vorzugsweise in Verbindung mit weiteren phasenschiebenden Elementen derart angeordnet ist, daß aus dem Lasermaterial auetretendes, linear polarisiertes Licht im feldfreien Zustand unverändert, beim Anlegen eines Feldes um 90 gedreht zurückgespiegelt wird, und daß das Feld durch einen steuerbar gegen einzelne Bereiche des elektro-optischen Elementes gerichteten , Elektronenstrahl gebildet wird. Vorzugsweise ist hierbei das Lasermaterial durch im Brewsterschen Winkel angeordnete Flächen abgeschlossen. Vorteilhafterweise ist das elektro-optische Element so ausgebildet, daß es unter dem Einfluß eines Feldes linear polarisiertes Licht in zirkulär polarisiertes verwandelt und zusammen mit einer Viertel-Wellenplatte im Strahlengang anpiüdnet. ..

Einen Festwertspeicher erhält man in vorteilhafter Weise dadurch, daß das speichernde Mittel durch in der den Laserstrahlengang begrenzenden Fläche angeordnete, kleine spiegelnde Bereiche gebildet wird, die entsprechend den eingegebenen Informationen angeordnet sind.

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Die Ansteuerung bzw. die Auswahl der Bereiche der die Informationen speichernden Mittel kann der Reihe nach, beispielsweise zeilenweise erfolgen, sie kann aber auch in vorteilhafter Weise in Form eines lesbaren Zeichens erfolgen.

Zur Abtastung der Lichtzustände in den den Speicherzellen entsprechenden Bereichen am halbdurchlässigen Spiegel ist die Erfindung in vorteilhafter Weise so ausgebildet, daß ein zwischen gekreuzten Analysatoren angeordnetes, elektro-optisches Element vorgesehen ist, das unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes die Polarisationsebene eines es durchsetzenden Lichtstrahles um 90 dreht, und daß das Feld durch einen steuerbar gegen die einzelnen Bereiche des elektro-optischen Elementes gerichteten Elektronenstrahl gebildet wird.

Eine andere vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist so ausgebildet, daß zur Abtastung der Bereiche des halbdurchlässigen Spiegels eine für bestimmte Polarisationszustände lichtdurchlässige, zweidimensionale Lichtabienkeinrichtung vorgesehen ist. Vorteilhafterweise wird diese Lichtablenkeinrichtung aus

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einer Kombination von doppelbrechenden Elementen bestimmter Dicke und lichtdrehenden, elektro-optischen Elementen gebildet. Diese Einrichtung bietet auch eine sehr bequeme Möglichkeit, die ausgelesenen Informationen zu prüfen. In vorteilhafter Weise ist hierzu ein die Polarisationszustände am halbdurchiüssigen Spiegel umkehrendes elekt ro-optisches Element der 'Lichtablenkeinrichtung vorgeschaltet.

Das am Ausgang der Abtasteinrichtung erhaltene Ljcht trifft vorzugsweise auf einen lichtempfindlichen Empfänger auf. Die Anordnung kann in vorteilhafter Weise, besonders im Falle des Auftretens von lesbaren Zeichen, ohne Verwendung einer Abtasteinrichtung so ausgebildet sein, daß das am halbdurchlässigen Spiegel auftretende Bild auf einen Bildschirm oder einen lichtempfindlichen Film projiziert wird.

Die Erfindung wird an Hand von in den Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung, bei der die Lichtstrahlen eines Lasers in Abhängigkeit

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von eingegebenen binären Informationen mittels einer magnetisierbaren Platte verschieden polarisiert werden und am Speicherausgang serienweise ausgelesen werden,

Fig. 2 eine Anordnung zum Einschreiben der Information in das Speicherelement der Fig. 1,

Fig. 3 einen digitalen Lichtablenker zum Lesen der durch verschiedene Polarisationszutstände dargestellten Infor-

mationen am Ausgang deß Lasers,

Fig. 4 eine Anordnung zur Sichtbarmachung der im Laserausgang erscheinenden Information,

Fig. 5 ebenfalls in schematiacher Darstellung, ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Speicherung der Informationen in einem elektro-optischen Element folgt,

Fig. 6 den Ausgangsspiegel des Lasers mit einem in lesbarer Form erscheinenden Zeichen und einem lichtempfindliehen Film, auf den es projiziert wird und

Fig. 7 einen nach dem erfindungsgemäßen Prinzip arbeitenden Festwertspeicher, ebenfalls in schematischer Darstellung.

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Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung enthält einen Laser mit einem Material inverser Besetzungsdichte, z. B. einem geeignet geformten Rubinstab 1 . sowie Mittel zur Erzeugung von polarisiertem Licht, das in Abhängigkeit von gespeicherten binären Informationen in einer von zwei möglichen Schwingungsrichtungen polarisiert ist. Zur Speicherung der Informationen dient die aus magnetisierbarem Material bestehende Platte 2, auf deren hochreflektierende Oberfläche ein aus dem einen Ende des Lasermaterials austretender Lichtstrahl trifft. Die Oberfläche der Platte 2 ist in Bereiche eingeteilt, die in zur Oberfläche und zur Einfallsebene des auf sie auftreffenden und von ihr reflektierten Lichts paralleler Richtung aufmagnetisiert sind. Die Platte 2 ist so geneigt angeordnet, daß das aus dem Laserkristall austretende und an ihr reflektierte Licht auf den Kompensationsspiegel 4 fällt, der seinerseits den Lichtstrahl auf den Spiegel 6 wirft. Vom Spiegel 6 wird das Licht auf demselben Weg in den kristall 1 zurückgeworfen. Der Spiegel 4 dient dazu, den polarisierenden Einfluß der Metall reflexion an der Platte zu eliminieren.

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Am anderen Ende des Laserstabes 1 befindet sich der Spiegel 8, der einen Teil des !achtes in den Stab 1 zurückwirft, und den Re'st nach außen treten läßt. Das zwischen den Spiegeln 6 und 8 hin und her gespiegelte Licht erfährt bei der Reflexion an der Platte 2 eine geringe Polarisation durch magneto-optische Effekte, deren Richtung von der Magnetisierung der reflektierenden Oberfläche abhängt. Bereits nach wenigen Reflexionen ist jedoch das hin und her gespiegelte Licht voll polarisiert, wobei die beiden möglichen Polarisationsrichtungen um 90 gegeneinander versetzt sind. '

Auf dem Spiegel 8 sind Pfeile 9 und 10 eingezeichnet. Diese kennzeichnen die Polarisierungsrichtungen der Lichtstrahlen, die, entsprechend den eingegebenen Informationsbits, durch die Magnetisierungsrichtungen der einzelnen Bereiche der Platte 2 ge- ge.ben sind.

Anschließend an die äußere Seite des Spiegels 8 ist der Analysator 12 angeordnet. Seine Orientierung ist'-so gewählt, daß er das in Richtung des F^>feiles 9 polarisierte Licht durchläßt und das in Richtung des Pfeiles 10 polarisierte Licht sperrt. Nach dem Ana-

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lysator folgt das elektro-optische Element 14, das auf einer Seite eine mit dem Nullpotential verbundene, lichtdurchlässige Elektrode 15 besitzt. Auf die gegenüberliegende Seite des elektrooptischen ElenTents 14 wird der Elektronenstrahl 16 gerichtet, der durch die vertikalen und horizontalen Ablenkeinheiten 18 und 20 auf jede Stelle der Oberfläche des elektrooptischen Elements ^ 14 gerichtet werden kann. Das elektro-optische Element 14 besteht aus einem Material, das beim Vorhandensein eines parallel zu einem polarisierten Lichtstrahl gerichteten elektrischen Feldes eine Qrehung der Polarisationsebene des Lichtstrahls bewirkt Es kann beispielsweise aus einem entsprechend orientierten Amoniumdihydrogenphosphat-Kristall bestehen.

Auf der dem Analysator 12 gegenüberliegenden Seite des elektrooptischen Elementes 14 befindet sich ein zweiter Analysator 22, der gegenüber dem Analysator 12 gekreuzt angeordnet ist. so daß normalerweise das durch den Analysator 12 hindurchtretende Licht gesperrt ist. Wird der Elektronenstrahl 16 auf eine Stelle des Elementes 14 gerichtet, auf die durch den Analysator 12 hindurchgetretenes Licht auftrifft, so wird die Polarisations-

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phone dieses Lichtstrahls gedreht, so daß es vom Analysator 22 durchgela.sHen wird. Wenn der Elektronenstrahl gegen eine Stelle gerichtet wird, die kein Licht vom Analysator 12 erhält, so wird selbstverständlich kein Licht auf den Analysator 22 auftreffen. Das durch den Analysator 22 hindurchtretende Licht gelangt durch die Sammellinse 24 auf den Photodetektor 25.

Zum Auslesen der gespeicherten Information tastet der Elektro- M

nenstrahl die Stellen des elcktro-optischen Elementes 14 ab, die den Bereichen der Platte 2, in denen Informationsbits gespeichert sein können, entsprechen. Gleichzeitig wird am Photodetektor festgestellt, ob in den einzelnen Stellen Licht vorhanden ist oder nicht. Beispielsweise kann eine Anzeige des Photodetektors das Lesen einer binären ¹¹L" bedeuten, während das Fehlen einer Anzeige das Lesen einer "0" bedeutet'.

Um die durch Magnetisierung einzelner Bereiche des magnetischen Filmes oder der Platte 2 dargestellte Information nach Belieben ändern zu können, sind, wie in Fig. 2 gezeigt. Leiter systeme X und Y vorgesehen, an die selektiv Impulse angelegt werden können. Die Magnetisierung eines Bereiches erfolgt nur dann, wenn der entsprechende X- und Y-Leiter durch diesen Bereich gleichzeitig erregt werden.

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Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 dargestellt. Sie enthält ein im ganzen mit 28 bezeichnetes Lichtablenksystern, mit dessen Hilfe das Licht von jedem beliebigen

Punkt des Spiegels 8 auf den Photodetektor 25 gerichtet werden kann. Das Lichtablenksystem enthält die doppelbrechenden Elemente 30, 31, 32 und 33, durch die linear polarisiertes Licht, abhängig von seiner Schwingungsrichtung, als ordentlicher oder als dazu seitenversetzter außerordentlicher Strahl hindurchtreten kann. In Fig. 3 soll das senkrecht zur Zeichenebene polarisierte Licht als ordentlicher Strahl ohne Ablenkung durch diese Kristalle hindurchtreten, während das parallel zur Zeichenebene polarisierte Licht als außerordentlicher Strahl abgelenkt wird und jeweils seitenversetzt aus den Kristallen austritt. Sind zwei Kristalle mit ihrer Orientierung um 90 gegeneinander verdreht angeordnet, so muß ein beide Kristalle durchsetzender Lichtstrahl, wenn er den ersten Kristall als ordentlicher Strahl durchläuft, den zweiten Kristall als außerordentlicher Strahl durchsetzen. Die Seitenversetzung des ordentlichen gegenüber dem außerordenäichen Stralü ist direkt proportional der Dicke des Kristalls.

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In Fig. 3 sind die Kristalle 30 und 31 so orientiert, daß zur Zeichenebene senkrecht polarisiertes Licht, wie durch den Pfeil 9 angedeutet sie ohne Ablenkung durchsetzt. Wenn die Polarisationsebene dieses Lichts uin 90 gedreht wird, wird es nach unten abgelenkt und durchsetzt diese Kristalle als außerordentlicher Strahl. Die Kristalle 32 und 33 sind um 90 gegen die Kristalle 30 und 31 gedreht orientiert, so daß das die ersten Kristalle als ordentlichen Strahl durchsetzende Licht in ihnen m

als außerordentlicher Strahl in waagerechter Richtung abgelenkt wird. An den Eingangsseiten der doppelbrechenden Kristalle sind die selektiv ansteuerbaren elektro-optischen Elemente 36, 37, 38 und 39 angeordnet, durch welche zur Bestimmung des Weges eines Lichtstrahls die Polarisationsebene um 90 gedreht werden kann. Jedes der elektro-optischen Elemente enthält einen elektrooptischen Kristall 40, der zwischen den lichtdurchlässigen Elektroden 41 und 42 angeordnet ist. Wird ein entsprechendes Potential * an eines der elektro-optischen Elemente angelegt, so findet eine Drehung der Polarisationsebene des Lichtes um 90 statt.

Zum Anlegen derartiger Potentiale ist jeweils eine Elektrode der elektro-optischen Elemente beim Punkt 45 geerdet, während die

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anderen Elektroden über die Kontakte 4G, 47, 48 und 49 an eine Seite der Potentialquelle 50 führen, deren andere Seite geerdet ist. Die eingezeichneten mechanischen Kontakte haben lediglich symbolische Bedeutung. Sie sind in Wirklichkeit durch impulsgesteuerte, elektronische Schaltmittel ersetzt.

Wie in Fig. 3 durch die Pfeile auf dem Spiegel 8 angedeutet, sind in diesem Beispiel neun Bereiche verschiedener Polarisierung vorgesehen, die in drei Zeilen und in drei Spalten angeordnet sind. Dabei liegt der Photodetektor 25 dem in der vorderen Reihe und der untersten Zeile gelegenen Bereich gegenüber. Bereiche der mitteleren und der oberen Zeile müssen, um den Detektor 25 zu erreichen, um eine oder um zwei Einheiten nach unten abgelenkt werden. Ebenso müssen die Bereiche der mittleren und der hinteren Reihe um eine oder zwei Einheiten nach vorn abgelenkt werden. Zu diesem Zweck müssen die Kristalle 30 und 31 in der Lage sein, das Licht jeweils um eine Abstandseinheit nach unten abzulenken, während die Kristalle 32 und 33 das Licht jeweils um eine Abstandseinheit nach vorne ablenken.

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Entsprechen die polarisierten Rereiche den in Fig. 3 am Spiegel 8 eingezeichneten Pfeilen, und sind die Kontakte 46, 47, 48 und 49 geöffnet, so folgt der von der linken oberen Ecke ausgehende Lichtstrahl dem durch die gestrichelte Linie 52 angedeuteten» Weg, in dem er in jedem der Kristalle 30 und 31 jeweils um eine Einheit nach unten abgelenkt wird und die Kristalle 32 und 33 ohne Seitenversetzung zum Detektor 25 durchsetzt. Wenn keine weiteren Mittel vorgesehen wären, würde der Bereich in der unteren rechten Ecke ebenfalls den Detektor 25 erreichen da er in einer Ebene polarisiert ist, in der er ohne Seitenversetzung die Kristalle 30 . und 31 und mit Seitenversetzung die Kristalle 32 und 33 durchlaufen würde. Um die Auswahl uuf einen einzigen Bereich für jede Kontakteinstellung zu beschränken, ist der Analysntor 54 an der Eingangsseite der elektro-optischen Anordnung 3ΰ vorgesehen. Dieser Analysator kann entweder das senkreclite oder das waagrechte Licht hindurchlaasen. Wird angenommen, daß er das in senkrechter Richtung polarisierte Licht durchläßt, dann wird der Lichtstrahl aus der oberen linken Ecke des Spiegels R weiterhin bis zum Photodetektor 25 gelangen, aber der Lichtstrahl aus der rechten unteren Ecke wird durch den Analysator blockiert sein. Alle übrigen, in der senkrechten Ebene polarisierten I.lichtstrahlen erreichen

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den Detektor 25 nur dann, wenn einer oder mehrere der Kontakte geschlossen sind. Betrachtet man den Strahl aus der rechten oberen Ecke, so ist zu beachten, daß er cJurch die Kristalle 30 und 31 nach unten abgelenkt wird, dann aber nach vqrwärts abgelenkt werden muß. Dies wird durch Schließen des Kontaktes erreicht, wodurch dieser Lichtstrahl durch die Kristalle 32 und 33 seitlich abgelenkt wird Zur Auslesung der gesamten gespeicherten Information werden die Kontakte in einer vorbestimmten Reihenfolge betätigt, um alle Bereiche des Spiegels 8 abzutasten.

Zur Kontrolle der aus den verschiedenen Bereichen ausgelesenen Informationen ist zwischen dem Analysator 54 und dem Spiegel 8 das elektro-optische Element 56 angeordnet Wird der Kontakt geschlossen, so bewirkt dieses Element eine Drehung der Polari-

sationsebenen um 90 Ist dies der Fall, so muß der Detektor Anzeigen liefern, die denjenigen bei geöffnetem Kontakt 57 entgegengesetzt sind.

Fig. 4 zeigt einen Analysator 60, der an der Ausgangsseite des Spiegels 8 so angeordnet ist, daß er in senkrechter Richtung polarisiertes Licht blockiert und in horizontaler Richtung polarisiertes Licht über die Linse 61 auf den lichtempfindlichen Schirm 62 hindurchtreten läßt Hierbei ist zu ersehen, daß die hellen und

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dunklen Bereiche des Schirmes eine visuelle Anzeige der gespeicherten Information liefern ,Venn erforderlich, können auf diese Weise lesbare Zeichen abgebildet werden.

In Fig 5 ist eine Anordnung gezeigt, in der der Laserstab o4 so orientiert ist, daß das von ihm ausgehende Licht lineal· polarisiert ist. An den finden des St.ibes t>4 befinden sich die unter

dem Hrewsterschen vVinkel angeordneten Öffnungen 65 und Ob. ™

die nur eine Komponente des Lichtes ohne Verluste in den Stab hinein und aus ihm heraus durchlassen. Der halbreflektierende Spiegel H ist an dem einen Ende des Laserstubes angebracht, ebenso wie in Fig. 1 , während sich der voll reflektierende Spiegel 6 in axialer Richtung auf di-r gegenüberliegenden Seite befindet Zwischen dem Spiegel (i um! lern La.-^m-st ab 64 befindet sich die Phasenplatte 68 und ein elektro-optisc.hes Element 70, das

auf.der einen Seite die geerdete, durchsichtige Elektrode 71 be- λ

sitzt Die andere Seite fies elektro-optischen Elementes 70 wird mit dem Elektronenstrahl Ί3 beaufschlagt, der auf jeden Punkt der Oberfläche des Elementes 70 durch die horizontalen und vertikalen Ablenkmittel 74 und 75 gelenkt werden kann. Das Licht durchsetzt normalerweise das Element 70 ohne Änderung seiner

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Polarisation Wenn jedoch der !elektronenstrahl gegen eine Stelle gerichtet ist. so erzeugt das elektrische Feld an dieser Stelle eine zusätzliche Phasenverschiebung, derart, daß die Summe der Phasenverschiebungen nach zwei Durchgängen

durch (lie Elemente 70 und fill in einer Gesamtdrehung der Po- _t

larisationsebene um 0 resultiert. Zwischen dem Element 70 und der Öffnung 6 5 sind die Linsen 77 und 78 angeordnet, um das Licht in den gewünschten Arbeitsbereich zu fokussieren.

Als Beispiel sei der Fall betrachtet, daß die Phasenplatte 68 eine Viertelwellenplatte ist. Es sei angenommen, daß das durch den Laserstab 64 und die im Brewsterschen Winkel angeordneten öffnungen 65 und 66 ohne Verluste hindurchtretende Licht in senkrechter Richtung linear polarisiert ist. Ohne Einwirkung des Elektronenstrahls 73 tritt dieses Licht ohne Änderung seiner

das
Polarisierung durchVelektro-optische Element 70 hindurch. Beim Durchtritt durch die Viertelwellenplatte 63 jedoch wird es zirkulär polarisiert. Das Licht wird sodann vom Spiegel 6 zurück durch die Platte 61! reflektiert und wird dabei in horizontaler Richtung linear polarisiert. Wenn dieses Licht auf die Öffnung trifft, so wird es von der Oberfläche reflektiert, so daß das in

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den Laserstab eintretende Lieht nicht ausreicht um die Laserwirkung hervorzurufen. Wird nun der Elektronenstrahl auf die entsprechende Stelle der Oberfläche des Elementes 70 gerichtet, so wird das Licht, das vom Laserstab 64 auf diesen Punkt fällt, zirkulär polarisiert. Beim Durchtritt durch die Viertelwollenplatte 68 wird es linear polarisiert. Nach der Reflexion vom Spiegel G tritt das Licht wieder durch dir Platte (38 und das Element 70 hindurch, so daß es die Öffnung <>Π in senkrecht er dichtung linear polarisiert erreicht.

Dieses Licht tritt nun in den Laserstab, von dem es ausgegangen ist, hinein und bewirkt einen Lasereffekt. Der Elektronenstrahl kann nacheinander auf alle diejenigen Stellen des Elementes 70 gerichtet werden, in denen Lichtstrahlen zur Darstellung von Informationsbits erzeugt werden solion Wenn der Elektronenstrahl von einem Punkt wegbewegt worden ist verschwindet die elektri- ύ

sehe Ladung allmählich wieder, hillt sich jedoch in zur Ausübung ihrer Funktion ausreichender Weise bis der Strahl von neuem zur Erneuerung der Ladung auf diesen Punkt gerichtet werden kann. Alle Bereiche des Spiegels Π. auf die kein lacht auftrifft, stellen

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solche Informationsbits dar, die den vom Licht getroffenen entgegengesetzt sind. Auf dem Spiegel 8 sind Pfeile eingezeichnet, die diejenigen Stellen anzeigen, in denen Licht erscheint, wenn mit der Anordnung die in Fig. 1 dargestellte Informntion übertragen wird. Diese Information kann mit einer.der Fig. 1 ähnlichen Vorrichtung ausgelesen werden, mit der Ausnahme, daß der Analysator 12 nicht benötigt wild, und daß der Analysator ψ 22 so orientiert ist, daß er nur in horizontaler Richtung linear

polarisiertes Licht hindurchläßt. Der in Fig. 3 gezeigte Lichtablenker 28 kann ebenfalls zum Auslesen der in dem Syßtem nach Fig. 5 gespeicherten Information verwendet werden. Das elektro-optische Element 56 und der Analysator 54 werden in diesem Falle nicht benötigt.

In einer anderen Anwendung der Erfindung wird der Elektronen- ^ strahl 73 in Form eines lesbaren "Zeichens bewegt, so daß die am

Ausgangsspiegel 8 auftretende Lichtspur ebenfalls die Form eines lesbaren Zeichens besitzt, wie in Fig. G angedeutet. Dieses leuchtende Zeichen kann entweder vom Spiegel 8 auf den lichtempfindlichen Film 85 zur Erzeugung eines Abdruckes der Information oder, wie in Fig. 4 gezeigt, auf einen Bildschirm

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geworfen werden. Der Film 85 wird durch geeignete Mittel weiterbewegt, während der Elektronenstrahl ein neues Zeichen einschreibt, a»

Ein änderet» System zur selektiven Erzeugung von Lichtstrahlen in bestimmten Punkten ist in Fig. 7 skizziert. Dieses System besteht aus dem Lascrmnierial J',0 mit dem teilweise reflektierenden Spiegel auf der einen und der nicht reflektierenden Platte 81 auf ™

der· anderen Seite. Auf der Platte Hl sind kleine Spiegel 82 in denjenigen Punkten aufgebracht, in denen eine "L" gespeichert werden soll. Die von fliesen Spiegeln in das I ,asermateriaj reflektierten Lichtstrahlen rufen jeweils den Lasereffekt hervor. In den übrigen Bereichen wird kein Licht reflektiert und daher auch keine lichterzeugende Laserwirkung herbeigeführt. Die in der Anordnung des Spiegels Γ>2 auf der Platte Bl enthaltene Information kann ebenso wie in Fig. 5 dadurch ausgelesen werden, daß der Spiegel 8 ύ

auf das Vorhandensein oder das Fehlen von Licht in verschiedenen Bereichen abgetastet wird.

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Claims

Patentansprüche

1. !Elektro-optische Anordnung zur Speicherung und Übertragung von Informationen mit Hilfe einer Laser-Lichtquelle, bei der ein Lasermaterial inverser Besetzungsdichte zwischen zwei Spiegeln angeordnet ist. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der einen Seite des Lasermaterials und des den Strahlengang auf diesei· Seite begrenzenden Spiegels speichernde Mittel vorgesehen sind, die in aus Teilbereichen der reflektierenden Flache gebildeten Speicherzellen das emittierte Licht entsprechend den eingegebenen Informationen jeweils in einem von zwei möglichen Zustanden in das Lasermaterial zurück-

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führen, und daß auf der anderen Seite des Lasermaterials hinter dem den Strahlengang begrenzenden halbdurchlässigen Spiegel Mittel vorgesehen sind, welche die in den einzelnen Teilbereichen dee halbdurchlässigen Spiegels vorherrschenden Lichtzuetände abtasten bzw. sichtbar machen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

das die Informationen speichernde Mittel aus einer magneti- ^

sierbaren Platte (2) besteht, an deren hoch reflektierend«^*

Oberfläche das Licht »r reflektiert wird, und daß >

Mittel vorgesehen sind, durch die einzelne Bereiche der Platte in zwei verschiedenen Richtungen aufmagnetisierbar sind, derart, daß infolge magneto-optischer Effekte die Lichtstrahlen in den einzelnen Tiereichen in Abhängigkeit von den eingegebenen Informationen in zwei zueinander senkrechten Richtungen polarisiert sind. ä

3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang anschließend an die magnetisierbare Platte (2) ein die durch die Metallreflexion hervorgerufenen Polarisationserscheinungen kompensierendor Spiegel (4) angeordnet ist.

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4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufmagnetisierung der Teilbereiche der Platte (2) durch koiaisidierende Ströme eines niatrixartigen Lfeitersystems erfolgt.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das speichernde Mittel aus einem elekt ro-optischen, unter

■ dem Einfluß eines elektrischen Feldes den Polarisations-

zustand eines es durchsetzenden Lichtstrahls ändernden Element (70) besteht, das, vorzugsweise in Verbindung mit weiteren phasenschiebenden Elementen^derart angeordnet ist, daß aus dem Lasermaterial austretendes linear polarisiertes Licht im feldfreien Zustand unverändert, beim Anlegen eines Feldes um 90 gedroht zurückgespiegelt wird, und daß das Feld durch einen steuerbar gegen einzelne Bereiche des elektro-optischen Elementes gerichteten Elektronenstrahl (73) gebildet wird.

6. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtemittierende Lasermaterial durch im Brewsterschen Winkel angeordnete Flächen (65, G6) abgeschlossen ist.

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7. Anordnung nach den Ansprachen I, 5 und (i, dadurch gekennzeichnet, daß das elektro-optische Element (70) so ausge_w bildet ist, daß es unter dem Einfluß des elektrischen Feldes linear polarisiertes Licht in zirkulär polarisiertes verwandelt und zusammen mit einer Viertelwellenplatte (Uli) im Strahlengang angeordnet ist.

il. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß ™

das speichernde Mittel durch in uer den Laserstrahlengang begrenzenden Fläche (81) angeordnete, kleine spiegelnde Bereiche (82) gebildet wird, die entsprechend den eingegebenen Informationen angeordnet sind.

9. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet- daß die Ansteuerung bzw. die Auswahl üev Bereiche der die Informationen speichernde/Mittel in Form eines lesbaren d Zeichen« erfolgt.

10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtastung der LiehU-UHtände in den den Speicherzellen

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entsprochenden Bereiche/«im halbdurchläs.sigen Spiegel (H) ein /.wischen gekreuzten Analysatoren (12, 22) angeordnetes, .elektro-optiscßes Element (14) vorgesehen ist, das »

unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes die Polarisationsebene eines es durchsetzenden Lichtstrahls um 90 dreht, und daß das Feld durch einen steuerbar gegen die einzelnen Bereiche de.s elektrooptischen Elementes (14) 1ψ gerichteten Elektronenstrahl (16) gebildet wird.

11. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abtastung der Bereiche des halbdurchläs.sigen Spie-_ gels (H) eine für bestimmte I'olarisationszustände lichtdurchlässige, zweidimensional Lichtablenkeinrichtung (28) vorgesehen ist.

fc 12. Anordnung nach den Ansprüchen I und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtablenkeinrichtung (28) aus einer Kombination von doppelbrechenden Elementen bestimmter Dicke (:J0 - 33) und lichtdrehenden, elektrooptischen Elementen (:Ui - 3ü) gebildet wird.

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13. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 11 und 12, dadurch ge kennzeichnet, daß zur Kontrolle der ausgelesenen Informationen ein steuerbares, die Polarisationszustände am halb- durchläesigen Spiegel (8) umkehrendes elektro-optischea Element der Lichtablenkeinrichtung vorgeschaltet ist.

14. Anordnung nach den Ansprüchen 1, 10 bis 13, dadurch ge-

kennzeichnet, daß das am Ausgang der Abtasteinrichtung erhaltene Licht auf einen lichtempfindlichen Empfänger (25) auftrifft.

15. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am halbdurchlässigen Spiegel (8) auftretende Bild auf einen Bildschirm (t>2) oder einen lichtempfindlichen Film (85) projiziert wird.

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