DE2058610A1

DE2058610A1 - Anordnung zur elektronischen Kompensation von Abbildungsfehlern in holographischen Speichersystemen

Info

Publication number: DE2058610A1
Application number: DE19702058610
Authority: DE
Inventors: Hill Bernhard Dipl-Ing Dr
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1970-11-28
Filing date: 1970-11-28
Publication date: 1972-06-08
Also published as: DE2058610B2; CA952756A; FR2115438B1; DE2058610C3; FR2115438A1; NL7116117A; IT941315B; GB1377995A

Description

2058110

Dr. Herbert Sit ·Ι·

Pateatavmk

Philips Patentverwaltung GmbR

AW· No. FHD- 1600
Anmeldung vomi 26. IfQT. 1970

Philips Patentverwaltung GmbH., 2 Hamburg 1, Steindamm

"Anordnung zur elektronischen Kompensation von Abbildungsfehlern in holographischen Speichersystemen¹¹

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Kompensation von qptiscben !Fehlern in einem holographischen Speichersystem, bei des ein laserstrahl auf eine Hologrammebene abgelenkt wird und dabei ein aus dem Hologramm rekonstruierte· Bild auf eine Detektornatrix abgebildet wird.

Tür die optische Datenspeicherung sind Systeme bekannt, bei denen in eixer Speioheafcene eine Vielzahl von Hologrammen eng benaohbart angeordnet werden» wobei in jedem der HoIo* gramme eine größere Inforsationsmenge (z.B. 1Cr bit) gespeichert wird. Jedes βinseIne Hologramm kann dabei von einem durch einen Liohtablenker abgelenkten Laserstrahl angesteuert werden, wobei ein kodiertes Muster von Lichtpunkten rekonstruiert wird, das zum Auslesen der Information auf eine Detektoraatrix abgebildet wird« Dabei treten ent* sprechend dem gewählten Hologrammtyp und den verwendeten Linsen optische Abbildungsfehler bzw· Rekonstruktionsfehler auf, die dazu führen können, daß das Raster des rekonstruierten Lichtpunktmuster· sieht Mh* mit dem Haster der Photodetektoren

Differtntitll· fehler maohca. sieh is Verzerrungen eis·· 1600 (We) 20II34/0I3· " ² ""

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einzelnen Bildpunktes bemerkbar. Hierunter fallen z.B. die unscharfe Abbildung eines Punktes oder eine astigmatische Verzerrung seiner Form.

Unter Lagefehlern soll die systematische Verschiebung eines Bildpunktes gegenüber der Mitte seines ihm zugeordneten Photodetektors verstanden werden.

Aufgabe der Erfindung ist es , die Lagefehler in einem holographischen Speichersystem zu kompensieren, und diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das digitale Ablenksystem sowohl den Winkel als auch die Lage des Laserstrahles räumlich moduliert.

Zum Beispiel läßt sich mit einem Ablenksystem, das aus in geeigneter Reihenfolge hintereinander angeordneten Polarisationsschaltern, doppelbrechenden Prismen und planparallelen Platten besteht, eine nur mit elektronischen Mitteln bewirkte Korrektur der Lagefehler ermöglichen.

Ablenksysteme, die nur aus doppelbrtohenden Prismen und Polarisationsschaltern oder aus planparallelen doppelbrechenden Platten und Polarisationesohaltern bestehen, sind an sich bekannt.

Es kann jedoch im Sinne der Erfindung auch eine andere Kombination von Lichtablenkern verwendet werden, wenn damit gleichzeitig eine Winkel- und eine Lagemodulation des Laserstrahles ermöglicht wird. So kann z.B. die Winkelmodulation mit einem an sich bekannten akustischen Lichtablenker exfblgen, und die Lagemodulation kann mit einer Kombination von Polarisationseohaltern und doppe1-breohenden planparallelen Platten durchgeführt werden.

Sie Wirkungsweise der Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Beispiels für einen Hologrammspeicher mit Pourlertransformationahologrammen erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Anordnung zur holographischen

Datenspeicherung,
Pig. 2 einen zweistufigen Liehtablenker mit doppelbrechen-

den Dreieck-Prismen und
Fig. 3 einen solchen mit doppelbrechenden planparallelen Platten.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Anordnung nicht an die Verwendung von Fouriertransformationshologrammen gebunden ist, sondern auch zur Fehlerkorrektur bei anderen Hologramm- typen verwendet werden kann.

Die einzelnen Hologramme sind in der Fouriertransformationsebene L₁ angeordnet. Jedes Hologramm enthält als Information die Fouriertransformierte einer codierten Matrix M von Punktlichtquellen. Zur Rekonstruktion wird eines der Hologramme mit einem über den lichtablenker LA gesteuerten Laserstrahl St beleuchtet, wobei das virtuelle Bild des Hologramms über die Fouriertransformationslinse L2 als reelles Bild auf die Detektormatrix D abgebildet wird. Wird nun ein und derselbe Punkt der Matrix M von Punktlichtquellen in verschiedenen Hologrammen gespeichert, dann liegen die aus den verschiedenen Hologrammen rekonstruierten Bilder dieses Punktes in der Detektorebene nicht exakt übereinander. Dieser duerch die systembedingten Abbildungsfehler verursachte Effekt ist für den durchgezogenen und den gestrichelten Strahlengang St bzw. St' in Fig. 1 angedeutet.

Eine Korrektur der Position eines rekonstruierten Punktes ist prinzipiell immer durch eine Änderung der Richtung möglich, mit der der Laserstrahl auf das betreffende Hologramm auftrifft. Z.B. bewirkt eine Änderung des Winkels o^^ um den kleinen Betrag (Ad₁) eine Verschiebung der Position des rekonstruierten Punktes um f · coso^. )

Um eine solche Lagekorrektur bei der Rekonstruktion durch

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zuführen, müssen an das Laserstrahlablenksystem die folgenden Anforderungen gestellt werden:

1.) Sowohl bei der Aufnahme eines der Hologramme als auch bei der Rekonstruktion der in ihm gespeicherten Information muß der zugeführte Laserstrahl den gleichen Teilbereich der Hologrammebene H beleuchten,

2.) die Richtung, mit der der rekonstruierende Laserstrahl auf die Hologrammfläche auftrifft, muß systematisch um einen kleinen Betrag gegenüber der Auftreffrichtung bei der Aufnahme des Hologramms abgeändert werden.

Diese beiden Anforderungen können mit einem digitalen Ablenksystem LA erfüllt werden, das aus einer Kombination von zwei bekannten Ablenksystem aufgebaut wird.

Im folgenden soll zunächst kurz die Wirkungsweise der beiden bekannten Lichtablenkprinzipien erläutert werden.

Das eine Verfahren benutzt zur Laserstrahlablenkung eine Kombination von elektronisch gesteuerten Polarisationsschaltern PS und doppelbrechenden Dreieckprismen PR (Fig. 2). Die Dreieckprismen PR lenken Licht unterschiedlicher Polarisationsrichtung in zwei unterschiedliche Richtungen ab. Je nach der Stellung des vorgeschalteten Polarisationsschalters PS kann das Licht in eine der beiden Richtungen gelenkt werden. Mit einer Anordnung von η Stufen mit je einem Polarisationsschalter und einem doppelbrechenden Prisma kann so ein Richtungsfeld mit 2ⁿ unterschiedlichen räumlichen Richtungen erzeugt werden.

Der andere Lichtablenker ist aus elektronisch gesteuerten Polarisationsschaltern und planparallelen doppelbrechenden Platten PD, durch die je nach der Polarisationsrichtung des eintretenden Lichtes eine Parallelversetzung des Lichtstrahls erzielt wird, aufgebaut (Fig. 3).

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Durch eine Reihenschaltung von beiden Systemen kann ein Laserstrahl in verschiedene räumliche Richtungen abgelenkt • werden, und gleichzeitig kann dieses Richtungsbündel in verschiedenen digitalen Stufen parallel versetzt werden.

Die Dreieckprismen PR und doppelbrechenden planparallelen Platten PD mit zugehörigem Polarisationsschalter PS können auch ineinander geschachtelt werden.

Über eine anschließende Linsentransformation läßt sich in der Brennebene der Linse ein geordnetes Punktmuster erzeugen, wobei die Richtungen, unter denen die Punkte beleuchtet werden, digital geschaltet werden können. Jedem Punkt in der Brennebene der Linse ist nämlich eine bestimmte Richtung vor der Linse zugeordnet. Andererseits ist die Strahlrichtung in der Brennebene eine Funktion der Lage des in die Linse eintretenden Lichtstrahls.

Mit einem Lichtablenker, der ein räumliches Richtungsbündel von Lichtstrahlen erzeugen kann, einem weiteren Ablenker in Reihe, mit dem eine parallele Versetzung von Lichtstrahlen möglich ist, und einer Transformation in die Brennebene einer Linse ist damit eine Anordnung gefunden, mit welcher eine digital gesteuerte Korrektur der Lagefehler im Hologrammspeicher ermöglicht wird.

Die Dimensionierung der einzelnen Ablenkstufen kann der bekannten Literatur über Lichtablenker entnommen werden. Sie richtet sich nach der Größe der zu korrigierenden Versetzung in der Detektorebene. Für ein System nach Fig. 1 z.B. ist zur Korrektur einer Versetzung von Δχ eine Parallelversetzung des Richtungsbündels von Laser-Strahlen um Ax/cos©^ notwendig. Natürlich wird man in einem Speichersystem nicht jeden einzelnen Punkt von jedem einzelnen Hologramm in seiner Lage korrigieren, sondern es wird nur eine abgestufte Korrektur in einzelnen Bereichen des rekonstruierten Bildes

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notwendig sein.

Anschließend sei darauf hingewiesen, daß im Prinzip die beschriebene Modulationsanordnung auch zur Granulationsverminderung in Laser-Display-Systemen Terwendet werden kann, um die dabei verwendeten mechanischen Verfahren durch elektronisch steuerbare Methoden zu ersetzen.

PATENTANSPRÜCHE:

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

Anordnung zur Kompensation von optischen Fehlern in einem holographischen Speichersystem, bei dem ein Laserstrahl auf eine Hologrammebene abgelenkt wird und dabei ein aus dem Hologramm rekonstruiertes Bild auf eine Detektormatrix abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das digitale Ablenksystem sowohl den Winkel als auch die Lage des Laserstrahls räumlich moduliert.

Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ablenksystem aus hintereinander angeordneten Polarisationsschaltern, doppelbrechenden Prismen und doppelbrechenden Platten besteht.

Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelbrechenden Prismen des einen digitalen Ablenksystems und die planparallelen Platten des anderen digitalen Ablenksystems mit den entsprechenden Polarisationsschaltern ineinander geschachtelt sind.

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