DE2122001A1

DE2122001A1 - Speichersystem

Info

Publication number: DE2122001A1
Application number: DE19712122001
Authority: DE
Inventors: Juan Jose Langhorne Pa.; Williams Richard Princeton N.J.; Amodei (V.StA.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1970-05-04
Filing date: 1971-05-04
Publication date: 1971-12-02
Also published as: CA938722A; NL7106014A; DE2122001B2; DE2122001C3; GB1334574A; US3660818A; FR2091192A5

Description

Speichersystem.

Die Erfindung "betrifft ein Speichersystem mit einem Speicherglied, das auf seiner Oberfläche eine elektrische Ladung speichern kann, und mit einer Einrichtung zum Aufladen dieser Oberflächeο Insbesondere betrifft die Erfindung einen elektro-optischen Speicher.

In der Datenverarbeitungstechnik besteht Bedarf nach einem optischen Speicher hoher Auflösung und grosser Kapazität, der mit annehmbarer Geschwindigkeit betrieben werden kann. Bis. heute arbeiten solche optischen Speicher, insbesondere Speicher mit leicht änderbarem Informationsinhalt, mit Aufzeichnungsmedium, in denen während eines Schreibvorgangs ein oder mehrere Eigenschaften geändert werden können, so daß die Parameter dieser Charakteristika während des Lesebetriebes als Maß für die im Speichermedium gespeicherte Information gemessen werden können. Systeme mit solchen bekannten Speichermedien arbeiten entweder zu langsam (beispielsweise beim Schrei ben), oder sie verlangen schwierig einzuhaltende Bedingungen wie zum Beispiel eine Temperaturerhöhung im Speichermedium bis über die Gurie-Temperatur dieses Mediums.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Speiehersystem anzugeben, das die Nachteile der bekannten elektrooptischen Speicher vermeidet, also beispielsweise für einen schnelleren Betrieb geeignet ist, bei dem keine besonderen Probleme auftreten·

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Die Erfindung eignet sich für ein Speichersystem mit einem Speichermedium, das seiner Art nach in der Lage ist, auf einer Oberfläche eine elektrische Ladung zu speichern, und mit einer Einrichtung zum Aufbringen einer elektrischen Ladung auf diese Oberfläche.

. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erj findung reagiert die Oberfläche des Mediums oder Speicherglie- ; des so auf den Auf fall von Licht einer /gegebenen Mindestindensität, daß die gespeicherte Ladung entladen wird. Das ' Speichersystem weist eine Einrichtung zum Beschreiben der Oberfläche des Speichergliedes auf, welche eine Vorrichtung enthält, die für eine selektive Entladung oder Beseitigung der gespeicherten Ladung die Oberfläche mit moduliertem Licht einer Intensität bestrahlt, die grosser ist als die gegebene . Mindestintensitätβ Ferner besitzt das Speichersystem eine Leseanordnung zum Lesen der Oberfläche, die eine Vorrichtung zum Bestrahlen der Oberfläche mit Licht einer geringeren als der gegebenen Mindestintensität enthält sowie eine für Licht von der Oberfläche empfängliche Vorrichtung, die auf einen Parameter des empfangenden Lichtes anspricht, der während eines , Lesevorgangs des Speichers von der Grosse der auf der Oberj fläche gespeicherten Ladung beeinflußt wird.

! Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert, j Es zeigen*

Figur 1 und 2 schematische Darstellungen einer Ausführungsform eines Speichermediums, das zur Realisierung der Erfindung verwendet werden kann;

Figur 3 ein schematisches Blockschaltbild eines Systems gemäß der Erfindung zum Speichern von Hologrammen*

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Figur 4 und t> Teile des Systems gemäß Figur 3 in schematischer Darstellung;

Figur 6 ein schematisches Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung;

Figur 7 in schematischer Darstellung eine Aufladevorrichtung, die anstelle eines Teils des in Fig. 3 oder 6 dargestellten Systems verwendet werden kann; und

Figur 8 und 9 andere zur Realisierung der Erfindung geeignete Ausführungsformen von Speichermedien in schematischer Darstellung·

Als Speichermedium für Systeme gemäß der Erfindung können verschiedene Materialien verwendet werden, u.a<> ferroelektrische Materialien wie Strontiumtitanat, Bariumtitanat, Bariumnatriumniobat und Bariumstrontiumtitanat. Wenn man derartige Isoliermaterialien durch Dotierung oder durch Einbau von Leerstellen leitend gemacht hat und die Oberfläche beispielsweise durch eine Hochspannugs-Eoronaentladung in Luft oder einem geeigneten Gas oder auch mittels Elektronen elektrisch aufgeladen worden ist, wird innerhalb des Materials unmittelbar unter der geladenen Oberfläche eine Verarmungsschicht gebildet, in welcher relativ starke elektrische Felder gespeichert werden.

In Figur 1 ist diese Erscheinung schematisch dargestellt. Die Oberflächenladung, die beim dargestellten Beispiel negativ ist, aber auch positiv sein könnte, ist durch die Minus-Symbole innerhalb der Kreise angedeutet, während das in der Verarmungsschicht erzeugte starke elektrische Feld durch die Plus-Symbole dargestellt ist· Die Verarmungsschicht durchdringendes polarisiertes Licht erfährt durch die in der Schicht vorhandenen Felder beträchtliche Phasenänderungen·

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Es wurde nun gefunden, daß die obenerläuterte Erscheinung für die Speicherung von binären oder analogen Informationen ausgenutzt werden kann. Wenn die geladene Oberfläche des Materials mit moduliertem licht ausreichender Intensität bestrahlt wird, ist eine selektive Entladung die Folge. Figur 2 zeigt in schematischer Form die ladung und das entsprechende elektrische Feld, das nach einer solchen selektiven Entladung zurückbleibt. Das verbleibende Ladungsbild entspricht der Modulation des Lichtes. Wie noch gezeigt werden wird, kann man dieses Ladungsbild entweder dadurch erzeugen, daß man auf die Oberfläche eine räumlich modulierte Strahlung wie zum Beispiel ein Bild oder das Interferenzmuster eines Hologramms richtet, W oder dadurch, daß man die Oberfläche mit einem in seiner Stärke modulierten Strahl abtastet. Wie ebenfalls noch näher erläutert werden wird, kann man die gespeicherte Information dadurch wiedergewinnen, daß die Oberfläche mit polarisiertem Licht vergleichsweise geringerer Intensität bestrahlt wird und ein geeignet orientierter Analysator sowie ein Schirm oder eine andere Lichtaufnahmeeinrichtung verwendet werden, während im Falle der Hologrammspeicherung die Information durch WeI-lenfrontwiederhersteilung zurückgewonnen *werden kann.

Figur 3 zeigt ein System gemäß der Erfindung zum Speichern und Ablesen von Hologramiiinf ormationen. Das Speicherme- L· dium 10 ist das obenbeschriebene elektro-optische Halbleitermedium, das lichtdurchlässig ist« An diesem Medium kann eine geerdete Elektrode 11 befestigt sein.

Damit das Medium IO Informationen speichern kann, . wird seine Oberfläche 13 aufgeladen· Zu diesem Zweck wird ι eine Maske 28, deren Funktion noch erläutert werden wird, entfernt und eine Hochspannungsquelle 15 angeschaltet, beispielsweise durch Schliessen eines Schalters 19· Die Quelle, die eine Spannung von zum Beispiel 7bis 10 kV an eine Elektrode 17 anlegt, bewirkt zwischen dieser Elektrode und der

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Oberfläche eine Koronaentladung, wodurch sich ziemlich gleichmäßig eine ladung über die Oberfläche 13 des Mediums 10 verteilt. Dies ist aber nur eine von verschiedenen Möglichkeiten zum Erzeugen einer solchen ladung, wie an weiteren Beispielen noch erläutert werden wird.Nach der Aufladung wird die Maske 28 wieder in ihre ursprüngliche Stellung gebracht. Der Schalter 19 wird geöffnet, und wenn dies wünschenswert ist, kann die Elektrode 17 entfernt werden*

Die Schreibeinrichtung des in Figur 3 dargestellten Systems enthält einen Laser 12, der durch einen halbverspiegelten Spiegel 14 hindurch einen Teil eines kohärenten Lichtstrahls zu einem Ablenksystem 16 wirft. Ein anderer Teil des Strahles wird vom Spiegel reflektiert und durch ein optisches System, das schematisch durch zwei Linsen 18 und 20 angedeutet ist, auf einen Spiegel 22 gerichtete Der Spiegel reflektiert die verbreiterte Lichtstrahlung durch einen Diffusor 24 und ein Objekt 26 hindurch auf die Maske 28. Die Maske enthält ein Loch 30, durch welches der Referenzstrahl 32 und ein Teil der Objekt- oder Informationsstrahlung 34 gelangen·

Das Objekt 26 kann eine "Seite" mit binären Informationen seinfc wie sie in Figur 4 dargestellt ist. Zur Vereinfachung sind zwar nur sechzehn Bits dargestellt* doch kann diese Seite in der Praxis 10⁴ bis 10⁶ Bits enthalten. Ein Bit eines ersten Wertes, beispielsweise eine binäre 1, wird durch ein transparentes Quadrat repräsentiert, das Bit des anderen Wertes, die binäre "0", durch ein undurchlässiges Rechteck (oder umgekehrt)·

Wenn die Maske 28 verwendet wird, ist sie mechanisch in zwei Richtungen bewegbar, damit ein Zugriff zu jedem der beispielsweise 10* bis 10 Speicherplätzen auf dem Speichermedium 10 möglich ist. Selbstverständlich muß jedes Mal, wenn

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ein anderer Speicherplatz beschrieben werden soll, eine andere Seite als Objekt 26 eingesetzt werden. Das Loch in der Maske und der dadurch definierte Speicherplatz können sehr klein sein, etwa in der Grössenordnung weniger Quadratmillimeter ■ oder kleinere

Wenn der laser 12 eingeschaltet wird, wird sein Strahl vom Ablenksystem 16 durch das loch 30 in der Maske 28 und auf einen Speicherplatz auf dem Speichermedium 10 gelenkt. Bei dem Ablenksystem 16 kann es sich um irgendein bekanntes elektronisches, akustisches oder elektromechanisches System handeln. fc Derselbe Speicherplatz auf dem Speichermedium 10 wird auch von einem !Cell der Inf ormations strahlung beleuchtet« Die Beleuchtung der Oberfläche 15 des Mediums 10 durch den Referenzstrahl und die Informationsstrahlung hat die selektive Beseitigung der elektrischen Ladung auf dieser Oberfläche zur Folge· Auf der Oberfläche verbleibt ein Ladungsbild, das als Hologramm im Speichermedium gespeichert wird.

: Es bestehen verschiedene Mögliehkelten sum Abwandeln des Systems gemäß Figur 3. Wenn man beispielsweise eine geeignete Optik zur Kslliaieren der Objektstrahlung 34 verwendet, kann man auf die Maske 28 verzichten.

P ^; ' Sin Hologramm, wie es oben, beschrieben wurde, kann

durch den den Laser 12 und das Sy β te« 16 enthaltenden Teil des ^V _ :,-äi geaäfi Figur 3 in Verbindung alt einer Leaeeinriohtung 40 gelesen werden. Die übrigen Bestandteile 14₉ 18, 2O₉ 22, 14 und 26 können entfernt werden· Der Laserstrahl, der nun eine relativ geringe Intensität hat, wird auf eine gewünschte Stelle auf des Spelcheraediusi gelenkt· Hie Leseeinrichtung 40 kann so angeordnet sein» wie dies Iu der Zeichnung dargestellt ist» d_#n. im tiner Position, die sm derjenigen konjugiert ist, welshs die Seite »der das Objekt 26 während des Schreibens der Information «ingenoBoien wurde· An dieser Stell· erfolgt die

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Wiederherstellung des Bildes aufgrund der Lichttransmissioh durch Hologramm. Das Bild wird wiederhergestellt! da die unterschiedlich geladenen Bereiche des gespeicherten Bildes die erforderliche, unterschiedlich grosse Phasenverzögerung in das durchgelassene licht einführt. Die Art, in der dies geschieht, entspricht ziemlich genau beispielsweise dem Lesen eines aufgezeichneten "Phasenhologramms¹·.

Statt des oben erläuterten Beispiels kann sich' die Leseeinrichtung auch an der Stelle des Objektes 26 befinden. In diesem Fall entsteht das wiedergewonnene reale Bild durch Lichtreflexion vom Hologramm.

Für die Leseeinrichtung 40 sind verschiedene Ausführungsf rmen möglich. Beispielsweise kann die Leseeinrichtung ein i³tiid aus Photozellen sein, die sich jeweils an den Stellen befinden, die den Informationsbitplätzen auf der Objektseite entsprechen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind also sechzehn solche Photozellen vorhanden, die in Figur 5 jeweils durch den Buohstaben P bezeichnet sind·

In Figur 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hier kann die "aktive Oberfläche" des Speichermediums 10 ebenso wie in Figur 3 in Luft angeordnet •ein, doch ist sie zur Erläuterung des vorliegenden Beispiels in einem transparenten Glaskolben befindlich dargestellt, der ein anderes Gas als Luft enthält· Ein hierfür geeignetes Gas ist beispielsweise Schwefelhexafluorid (SFg). Die vorläufige Aufladung des Speichermediums 10 erfolgt mittels einer Spannungsquelle 15 und einer Elektrode 17 wie beim System gemäß Figur 3. Der Torteil dieser Anordnung gegenüber der Anordnung der Figur 3 l^egt darin, daß die Fähigkeit eines Isolators, die von einer lorona-entladung erzeugte Ladung zu speichern, davon abhängig isi₉ welche Art von Ionen in der Entladung gebildet werden· Terwendet man andere Gase als Luft, so wird der Bereich verwendbarer Isolatormaterialien vergrössert

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Das in Figur 6 dargestellte System ernthält eine Lichtquelle 42, die darstellungsgemäß, aber nicht notwendig ein Laser ist. Der von der Lichtquelle erzeugte Strahl läuft durch ' einen Modulator 44 und eine Strahlablenkvorrichtung 46« Letztere kann irgendeine geeignete »lektro-akustische oder elektro-mechanische Vorrichtung sein. Die Ablenkvorrichtung bewirkt eine Rasterabtastung der Oberfläche 13 des Speichermediums 10 durch den abgelenkten Lichtstrahl 48, beispielsweise nach dem Fernsehprinzip«

Der Leseteil des Systems gemäß Figur 6 enthält eine Lichtquelle 50, die ein schwächeres Licht als die Lichtquelle 42 erzeugtο Der von der Lichtquelle 50 gelieferte Lichtstrahl durchläuft ein Polarisator 52, von dem er in linear polarisiertes Licht umgewandelt wird. Das linear polarisierte Licht gelangt durch das Speichermedium und durch einen Analysator 54 hindurch zu einer geeigneten Bildempfangseinrichtung wie zum Beispiel einem Schirm 56« An der Stelle des Schirmes 56 kann sich stattdessen auch einfach ein Betrachter oder auf Wunsch ein Speichermedium wie ein Film oder eine Licht aufnahme einrichtung, wie etwa eine Fernsehkamera befinden.

Im Betrieb erzeugt während des Schreibzyklus die Lichtquelle 42 einen starken Lichtstrahl, der Äasterartig die aktive Oberfläche 13 des Speichermediums überstreicht. Das an eine Leitung 58 angelegte Signal bewirkt, daß der Modulator 44 entsprechend dem Informationsinhalt des Signals eine Intensitätsmodulation des Lichtstrahls durchführt} der Rasteräbtäststrahl 48 zeichnet dadurch Informationen, wie z.B. ein Bild, ein Zeichen oder dergleichen oder einfach eine Binärinformation hoher Dichte auf die Oberfläche 13· Diese Information wird durch selektive Entladung der gespeicherten Ladung aufgezeichnet·

Das in der oben beschriebenen Weise erzeugte Ladungsbild kann zu einer späteren Zeit parallel mittels der Licht-

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quelle 50 gelesen werden. Wenn der Polarisator richtig in Bezug auf den Analysator orientiert ist, können die starke elektrische Felder enthaltenden Teile des Speichermediums 10 veranlaßt werden, das licht ganz oder teilweise auszulöschen, und die Teile, welche niedrigere elektrische Feldwerte speichern, können proprtional zum Ausmaß der Entladung während des Schreibens bewirken, daß aufeinanderfolgend grössere Lichtmengen durchgelassen werden. Selbstverständlich ist auch ein umgekehrter Betrieb möglich, wobei das gelesene Bild einem negativ statt einem Positiv entsprechen würde₀

Die beschriebenen Vorgänge haben ihre Ursache darin, daß die unterschiedlich geladenen Bereiche des Speichermediums die Polarisationsebene des linear polarisierten Lichtes über verschiedene Winkel drehen. Der Polarisator kann so orientiert sein, daß die am stärksten geladenen Bereiche keine Änderung des Polarisationswinkels bewirken₀ In diesem Fall werden die am schwächsten geladenen Bereiche eine der Lichtkomponenten in einem zur anderen Komponente unterschiedlichen Ausmaß verzögern, wodurch das linear polarisierte Licht elliptisch polarisiert wird. Durch richtige Wahl der Parameter des Systems, wozu beispielsweise die Grosse der Spannung zum Aufbringen der Anfangsladung gehört, kann durch die am schwächsten geladenen Bereiche auf den Analysator fallendes Licht erzeugt werden, das eine wesentliche Komponente besitzt, welche in einen Winkel von 90 G-rad bezüglich, der. Polarisationsebene des durch die am stärksten geladenen Bereiche passierenden Lichtes orientiert ist«. Der Analysator kann so orientiert sein, daß er praktisch vollständig das durch die am stärksten geladenen Bereiche gelagende linear polarisierte Licht und wenigstens einen grossen Teil des durch die am schwächsten geladenen Bereiche gelangenden Lichtes auslöscht, oder er kann relativ zu dieser Lage um 90 Grad gedreht werden.

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Bei dem in Figur 6 dargestellten System wurde zwar angenommen, daß sequenziell geschrieben und parallel gelesen wird, doch bestehen auch andere Möglichkeiten«, Wenn beispielsweise das System gemäß Figur 6 zum Speichern einer binären Information verwendet wird, kann diese Information sequenziell gelesen werden, etwa jedes Mal ein Bit oder auf Wunsch jedes Mal ein Byte, das aus einer Standardanzahl wie zum Beispiel 8 Bits besteht. Zum sequenziellen lesen würde man Einrichtungen analog zum laser 4-2» zum Modulator 44 und zur Ablenkvorrichtung 46 gemäß Figur 6 verwenden. Die Lichtquelle arbeitet aber vorzugsweise hierbei mit einer Intensität, die so gering ist, daß ein nichtlöschender Lesebetrieb möglich ist.

Bei beiden Systemen gemäß Figur 3 und 6 bestehen eine Anzahl von Möglichkeiten zum Löschen der gespeicherten Information. Beispielsweise kann die Oberfläche erneut durch die Hochspannungsquelle aufgeladen werden. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Oberfläche 13 mit einem starken u Tim ο duller ten Lichtstrahl vollständig zu entladen.

Bei beiden Äusführungsbeispielen gemäß Figur 3 und 6 kann statt der Koronaaufladung auch eine Aufladung durch einen Elektronenstrahl erfolgen. Hierfür ist es zweckmäßig, für das Speiehermedium 10 die Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre zu verwenden, wie in Figur 7 dargestellt ist. Das Spei- ί irmedium kann an Masse gelegt werden« Das Strahlerzeugungssysteffi 60 arbeitet mit hohem negativem Potential und überflutet die Oberfläohe 13 des Speichermediums mit einer Elektronenstrahlung. Statt dieser Flutstrahlung kann auch die Oberfläche 13 mittels einer Ablenkeinrichtung rasterartig abgetastet werden, damit auf die Oberfläche eine gleichmäßige Ladung aufgebracht wird»

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Das in Figur 1 und 2 dargestellte Speichermedium 10 kann eine Dicke von D=lmm haben (diese Dicke ist aber nicht kritisch) und eine Verarmungszone besitzen, deren Dicke nur einen sehr kleinen Bruchteil dieses Wertes beträgt. Die wirksame Dicke dieser Zone richtet sich nach dem Dotierungspegel des MaterialSo Je grosser der durch die Dotierung bewirkte spezifische Widerstand ist, umso grosser ist die wirksame Dikke der Schicht. Sie beträgt beispielsweise in Strontiumtitanat mit einer Dotierungskonzentration von 10 Donatoren/cm ungefähr 2 χ 10 cm für Verarmungsschichtspannungen von etwa 100 Vc

Statt der in Figur 1 und 2 dargestellten können für die Systeme gemäß Figur 3 und 6 auch andere Strukturen verwendet werden. Ein Beispiel hierfür ist in Figur 8 dargestellt, wobei es sich um eine Schicht 62 hohen spezifischen Widerstands auf einem Substrat 64 geringen spezifischen Widerstands handelte Zur Schaffung dieser Struktur kann man von einem Kristall aus einem Halbleiter mit einer grossen Bandlücke wie Galliumphosphid, Galliumarsenid oder dergleichen ausgehen, der durch sein gesamtes Volumen hindurch mit Donatorrerunreinigungen wie Selen, Tellur, Schwefel, Silicium oder Zinn dotiert worden ist. Es schließt sich die Diffusion von Kompensator-Akzeptorverunreinigungen wie Zink, Kadmium, Hangan oder Magnesium in eine dünne Oberflächenschicht an. Die kompensierenden Zentren neutralisieren den Effekt der Donatorverunreinigungen durch Einfangen der freien Elektronen der Donatoratome, wodurch das Material wieder seinen spezifischen Eigenwiderstand (Intrinsic-Werte) zurückerhält«

In vielen Ionenkristallen der für die Systeme gemäß Figur 1 und 6 geeigneten Art, welche Kristalle hohe elektrooptische Koeffizienten aufweisen, besteht eine bevorzugte Methode zum Erhöhen der spezifischen Leitfähigkeit der Intrinsic Proben darin, durch einen Reduktionsvorgang Leerstellen im

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Gitter zu schaffen. SrTiO, oder BaTiO, kann dies dadurch geschehen, daß man das Material auf eine Temperatur von etwa 700⁰C in einer Wasserstoffatmosphäre wenige Stunden lang erhitzt. Durch diese Behandlung entstehen Sauerstoff-Leerstellen im Gitter, die als Donatoren wirken. Das Material kann ohne weitere Behandlung gemäß Figur 1 verwendet werden. Vorzugsweise wird jedoch anschliessend eine Oberflächenschicht hohen spezifischen Widerstands wie die Schicht 62 in Figur 8 erzeugt, ' und zwar durch Oxydation des Kristalle durch dessen Erhitzung auf etwa 900°C in einer Sauer stoff atmosphäre während einer vorbestimmten Zeitdauero Dadurch werden in einer Schicht, deren Dicke durch entsprechende Wahl der Oxydationszeit gesteuert werden kann, die Leerstellen eliminierte

Eine andere, zur Realisierung der Erfindung geeignete Ausführungsform eines Speichermediums ist in Pig« 9 dargestellte Ebbesteht aus einem transparenten leitenden Grundkörper 66 oder Halbleiter mit einer dünnen Oberflächenschicht in Form einer photoleitenden Isolierschicht 68 wie Strontiumtitanat (SrTiO,) oder Bariumtitanat (BaTiO,)_e Die dünne Schicht kann auf den Halbleiter oder Grundkörper 66 durch Vakuumniederschlag oder Kathodenzerstäubung (Schmelzspritsverfahren) aufgebracht oder auch epitaxial auf ihm gezüchtet werden« Ein typischer Wert für die Dicke der paotaleitenden Schicht beträgt lMikron, während eine typische Seitenabmessung 2 χ 2 cm betragen kamt. Beim Betrieb dieser Ausführungsform des Speichermediums stellt die photoleitende Schicht 68 die aktive Schicht der Vorrichtung dar, da das vom ladungsbild erzeugte Feld über die gesamte Dicke dieser Schicht erscheint. Im übrigen ist der Betrieb ähnlich, den bereits beschriebenen Vorgängen«, Zunächst wird die Oberfläche in der bereits angegebenen Weise aufgeladen. Durch Belichtung der Oberfläche mit Licht einer Wellenlänge, die Elektronen/Löcher-Paare : in der Schicht 68 erzeugt oder die Ladungen von den Ionen auf der Oberfläche freisetzt, erfolgt dann das Schreiben· j

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Während der Anfangsaufladung des Speichermediums gemäß Figur und 9 kann der Grundkörper (Substrat 64 "bzw. Grundkörper 66) in der dargestellten Weise geerdet werden.

Zwei Methoden zum Aufladen der Oberfläche des Speichermediums wurden bereits erläuterte Es besteht noch eine dritte Möglichkeit, nämlich die Oberfläche mit einer Ionenlösung zu bestreichen, die aus einem in einem flüchtigen organischen Lösungmittel, wie Azeton gelösten Iosnisierungssalz wie Natriumchlorid besteht« Mit einem löscher oder einer ähnlichen absorbierenden Auftragungseinrichtung kann, eine dünne Schicht der lösung auf die Isolatoroberfläche aufgetragen werden. Die zwischen die lösung und den Isolator angelegte elektrische Spannung hatte zur Folge, daß Ionen eines gegebenen Vorzeichens bevorzugt aur Festkörperoberfläche überführt werden, die elektrisch geladen bleibt· Das auf der Isolatoroberfläche nach deren Aufladung verbleibende überschüssige flüchtige lösungsmittel Terdampft schnell, und nur die Ionen und ihre entsprechende ladung bleiben zurüok.

Nach den oben erläuterten Methoden ist eine halbpermanente oder eine dauernde I-nförmationsspeieherung möglich. Ohne daß besondere Vorkehrungen erforderlich sind, läßt sieh eine Speicherdauer von Tagen oder Woene-niffWitichen, wa« für jeden dynamischen Speicher und aueh für viele Speicher ait lese- und Schreibbetrieb ausreicht· Pur eine Dauerspeicherung können auch ferroelektrische Materialien verwendet werden* Hierjßt es jedoch zweckmäßig, die Oberfläche des ferroelektrischen.Kristalls während des Sohreibzyklus auf u.ne Temperatur knapp oberhalb der Curie-Temperatur zu erhitzen und sie dann auf eine wesentlich niedrigere Temperatur abzukühlen,. Auf diese Weise wird das durch die ladung hergestellte Anordnungsmuster der Weissschen Bezirke permanent festgelegte

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Die beschriebenen Speichersysteme haben eine Reihe von wichtigen Vorteilen. Beispielsweise besteht theoretisch die Möglichkeit, daß das durch das Speichermedium gelagende licht die beträchtliche Phasenverschiebung von 180 Q-räd ex- ₄ . fährt· Bei einer derartigen Phasenverschiebung ist,nicht_:nur. ein Hologrammwirkungsgrad-von 30 $ möglich, sondern, auch die vollständige Auslöschung des die Bereiche hoher ladung durchquerenden Lichtes bei einer.Durchlässigkeit der entladenen Bereiche von nahezu 100 Jt₉ falls keine, ho-lographisclie -Spei-...,..," cherung erfolgt (Figo 6). !Theoretische Fnt er suchungen haben ..,

auch ergeben* daß eine Schreibempfindliehkeit von etwa . -:.

1 Miorojoule/cm erreichbar ist_? Dieser Wert ist um Gxössenprdnungen höher als bei anderen Methoden» Die hohe_t Empfindlichkeit erlaubt ein· sequenzielles Schreiben mit hohen Bildweph/selfre;?_n quenzen undV. einer hohen ■ TnformationspaekiiTtgeMchte _o,_: .... ^= ,..„,,,

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Claims

-15-Patentansprüche _c

Speichersystem mit einem Speicherglied, das auf seiner Oberfläche eine elektrische Ladung speichern kann, und mit einer Einrichtung zum Aufladen dieser Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Beschreiben der Oberfläche (13)» die bei Auffall von Licht einer gegebenen Mindestintensität eine auf ihr gespeicherte ladung verliert, vorgesehen ist, welche eine Vorrichtung (12,16,26) enthält, die für eine selektive Beseitigung der gespeicherten Ladung die Oberfläche mit moduliertem Licht einer Intensität, die grosser als die gegebene Mindestintensität ist, bestrahlt» und daß eine Leseanordnung zum Lesen der Oberfläche vorgesehen ist, die eine Vorrichtung (12,16;50,52) zum Bestrahlen der Oberfläche mit Licht einer geringeren als der gegebenen Mindestintensität enthält sowie eine für Licht Ton der Oberfläche empfängliche Vorrichtung (4-0,56), die auf einen Parameter dieses Lichtes anspricht, der von der Grosse der auf der Oberfläche, gespeicherten Ladung abhängt·

2· Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speicherglied aus einem ferroelektrischen Material gebildet ist.

3»Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (13) des Speichergliedes ein Bereich (62) hohen spezifischen Widerstandes ist, der sich auf einem Substrat (64) mit niedrigem spezifischen Widerstand befindet·

4· Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (13) des '. Speichergliedes durch eine photoleitende Schicht (68) gebildet ist, die sich auf einem Substrat (66) mit hoher spezi- _{ fischer Leitfähigkeit befindet.

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5© Speichersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ieseanordnung eine Lichtquelle für linear polarisiertes Licht zum Beleuchten der Oberfläche (13) sowie einen Analysator (54) enthält, der Licht von der Oberfläche empfängt und so orientiert ist, daß er diejenigen Teile des polarisierten Lichtes voneinander unterscheidet, die unterschiedlich geladenen Bereichen der Oberfläche entsprechen.

6ο Speichersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die Schreibeinrichtung auf der Oberfläche ein Interferenzmuster erzeugt, das ein Hologramm darstellt (Pig· 3)·

7· Speiehersystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseanordnung eine Vorrichtung (12^ die zur Wiederherstellung des als elektrisches Ladungshologramm gespeicherten Bildes die Oberfläche (13) mit kohärentes Licht bestrahlt, sowie eine am Ort des wiederhergestellten Bildes zu dessen Empfang angeordnete Einrichtung (40) enthält.

8o Speichersystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Aufladen der Oberfläche eine Hochspannungsctuelle (15) aufweist, die eine Koronaentladung zur Oberfläche erzeugt.

9· Speichersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufladung seinrichtung eine Elektronenquelle (60) und eine die Elektronen von der Quelle zur Oberfläche lenkende Anordnung auf- ■ weist (Figur 7)· ,

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