DE2122001B2 - Optischer speicher - Google Patents

Description

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher WellenfrontwiederhersteUung zurückgewonnen wer-

erläutert. den kann.

Es zeigen F i g. 3 zeigt einen Speicher gemäß der Erfindung

F i g. 1 und 2 schematische Darstellungen einer zum Speichern und Ablesen von Hologramminfor-Ausführungsform eines Speichermediums, das zur 5 mationen. Das Speichermedium 10 ist das oben beRealisierung der Erfindung verwendet werden kann, schriebene elektro-optische Halbleitermedium, das

F i g. 3 ein schematiches Blockschaltbild eines lichtdurchlässig ist. An diesem Medium kann eine

Speichers g^inäß der Erfindung zum Speichern von geerdete Elektrode 11 befestigt sein.

Hologrammen, Damit das Medium 10 informationen speichern

Fig.4 und 5 Teile des Speichers gemäß Fig.3 in io kann, wird seine Oberfläche 13 aufgeladen. Zu die-

schematischer Darstellung, sem Zweck wird eine- Maske 28, deren Funktion

F i g. 6 ein schematiches Blockschaltbild eines an- noch erläutert werden wird, entfernt und eine Hoch-

deren Ausführungsbeispiels der Erfindung, Spannungsquelle 15 angeschaltet, beispielsweise

F i g. 7 in schematischer Darstellung eine Auflade- durch Schließen eines Schalters 19. Die Quelle, die

vorrichtung, die an Stelle eines Teils des in Fig. 3 15 eine Spannung von z.B. 7 bis 10 kV an eine Elek-

oderC dargestellten Speichers verwendet werden trode 17 anlegt, bewirkt zwischen dieser Elektrode

kann, und und der Oberfläche eine Koronaentladung, wodurch

Fig.8 und 9 andere zur Realisierung der Erfin- sicii ziemlich gleichmäßig eine Ladung über die

dung geeignete Ausführungsfonaen von Speicherme- Oberfläche 13 des Mediums *") verteilt. Dies ist aber

dien in schematischer Darstellung. 2° nur eine von verschiedenen Möglichkeiten zum Er-

AIs Speichermedium für Speicher gemäß der Er- zeugen einer solchen Ladung, wie an weiteren Bei-

findung können verschiedene Materialien verwendet spielen noch erläutert werden wird. Nach der Aufla-

werden, u. a. ferroelektrische Materialien wie Stronti- dung wird die Maske 28 wieder in ihre ursprüngliche

umtitanat, Bariumtitanat, Bariumnatriumniobat und SU-llung gebracht. Der Schalter 19 wird geöffnet, und

Bariumstrontiumtitanat. Wenn man derartige Isolier- as wenn dies wünschenswert ist, kann die Elektrode 17

materialien durch Dotierung oder durch Einbau von entfernt werden.

Leerstellen leitend gemacht hat und die Oberflache Die Schreibeinrichtung des in F i g. 3 dargestellten

beispielsweise durch eine Hochspannungs-Korona- Systems enthält einen Laser 12, der durch einen

entladung in Luft oder einem geeigneten Gas oder halbverspiegelten Spiegel 14 hindurch einen Teil

auch mittels Elektronen elektrisch aufgeladen wor- 30 eines kohärenten Lichtstrahls zu einem Ablenksy-

dcn ist, wird innerhalb des Materials unmittelbar un- stern 16 wirft. Ein anderer Ten des Strahles wird

ter der geladenen Oberfläche eine Verarmungs- vom Spiegel reflektiert und durch ein optisches Sy-

schicht gebildet, in welcher relativ starke elektrische stern, das schematisch durch zwei Linsen 18 und 20

Felder gespeichert werden. angedeutet ist. auf einen Spiegel 22 gerichtet. Der

In F i g. 1 ist diese Erscheinung schematisch darge- 35 Spiegel reflektiert die verbreiterte Lichtstrahlung

stellt. Die Oberflächenladung, die beim dargestellten durch einen Diffusor 24 und ein Objekt 26 hindurch

Beispie¹ negativ ist, aber auch positiv sein könnte, ist auf die Maske 28. Die Maske enthält ein Loch 30,

durch die Minus-Symbole innerhalb der Kreise ange- durch welches der Referenzstrahl 32 und ein Teil der

deutet, während das in der Verarmungsschicht er- Objekt- oder Informationsstrahlung 34 gelangen,

zeugte starke elektrische Feld durch die Plus-Sym- 4° Das Objekt 26 kann eine »Seite« mit binären In-

bole dargestellt ist. Die Verarmungsschicht durch- formationen sein, wie sie in Fig.4 dargestellt ist.

dringendes polarisiertes Licht erfährt durch die in Zur Vereinfachung sind zwar nur sechzehn Bits dar-

der Schicht vorhandenen Felder beträchtliche Phasen- gestellt, doch kann diese Seite in der Praxis 10⁴ bis

änderungen. 10^e Bits enthalten. Ein Bit eines ersten Wertes, bei-

Es wurde nun gefunden, daß die oben erläuterte 45 spielsweise eine binäre 1, wird durch ein transparen-Erscheinung für die Speicherung von binären oder tes Quadrat repräsentiert, das Bit des anderen Weranalogen Informationen ausgenutzt werden kann. tes, die binäre »0«, durch ein undurchlässiges Recht-Wenn die geladene Oberfläche des Materials mit mo- eck (oder ungekehrt).

duliertem Licht ausreichender Intensität bestrahlt Wenn die Maske 28 verwendet wird, ist sie mechawird, ist eine selektive Entladung die Folge. F i g. 2 50 nisch in zwei Richtungen bewegbar, damit ein Zuzeigt in schematischer Form die Ladung und das ent- griff zu jedem der beispielsweise 10¹ bis 10° sprechende elektrische Feld, das nach einer solchen Speicherplätze auf dem Speichermedium 10 möglich selektiven Entladung zurückbleibt. Das verbleibende ist. Selbstverständlich muß jedesmal, wenn ein ande-Ladungsbild entspricht der Modulation des Lichtes. rer Speicherplatz beschrieben werden soll, eine an-Wie noch gezeigt werden wird, kann man dieses La- 55 dere Seite als Objekt 26 eingesetzt werden. Das Loch dungsbild entweder dadurch erzeugen, daß man auf in der M; .»ke und der dadurch definierte Speicherdie Oberfläche eine räumlich modulierte Strahlung platz können sehr klein sein, etwa in der Größenordwie z.B. ein Bild oder das Interferenzmuster eines nung weniger Quadratmillimeter oder kleiner.
Hologramms richtet, oder dadurch, daß man die Wenn der Laser 12 eingeschaltet wird, wird sein Oberfläche mit einem in seiner Stärke modulierten ⁶° Strahl vom Ablenksystem 16 durch das Loch 30 in Strahl abtastet. Wie ebenfalls noch näher erläutert der Maske 28 und auf einen Speicherplatz auf dem werden wird, kann man die gespeicherte Information Speichermedium 10 gelenkt. Bei dem Ablenksystem dadurch wiedergewinnen, daß die Oberfläche mit po- 16 kann es sich um irgendein bekanntes elektronilarisiertem Licht vergleichsweise geringerer Intensität sches, akustisches oder elektromechanisches System bestrahlt wird und ein geeignet orientierter Analysa- 65 handeln. Derselbe Speicherplatz auf dem Speichertor sowie ein Schirm oder eine andere Lichtaufnah- medium 10 wird auch von einem Teil der Informameeinrichtung verwendet werden, während im Falle tionsstrahlung beleuchtet. Die Beleuchtung der Oberder Hologrammsoeicherung die Information durch fläche 13 des Mediums 10 durch den Referenzstrahl

und die Informationsstrahlung hat die selektive Be- gendeine geeignete elektro-akustische oder elektro-

seitigu^jg der elektrischen Ladung auf dieser Ober- mechanische Vorrichtung sein. Die Ablenkvorrich-

fläche zur Folge. Auf der Oberfläche verbleibt ein tung bewirkt eine Rasterabtastung der Oberfläche 13

Ladungsbild, das als Hologramm im Speichcrme- des Speichermediums 10 durch den abgelenkten

dium gespeichert wird. S Lichtstrahl 48, beispielsweise nach dem Fernsehprin-

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten zum Ab- zip.

wandeln des Speichers gemäß Fig.3. Wenn man Der Leseteil des Speichers gemäß Fig.6 enthält

beispielsweise eine geeignete Optik zum Kollimieren eine Lichtquelle 50, die ein schwächeres Licht als die

der Objektstrahlung 34 verwendet, kann man auf die Lichtquelle 42 erzeugt. Der von der Lichtquelle 50

Maske 28 verzichten. io gelieferte Lichtstrahl durchläuft einen Polarisator 52,

Ein Hologramm, wie es oben beschrieben wurde, von dem er in linear polarisiertes Licht umgewandelt kann durch den den Laser 12 und das System 16 ent- wird. Das linear polarisierte Licht gelangt durch das haltenden Teil des Speichers gemäß F i g. 3 in Ver- Speichermedium und durch einen Analysator 54 hinbindung mit einer Leseeinrichtung 40 gelesen wer- durch zu einer geeigneten Bildempfangseinrichtung den. Die übrigen Bestandteile 14, 18, 20, 22, 24 und 15 wie z. B. einem Schirm 56. An der Stelle des Schirj 26 können entfernt werden. Der Laserstrahl, der nun mes 56 kann sich statt dessen auch einfach ein Beeine relativ geringe Intensität hat, wird auf eine ge- trachter oder auf Wunsch ein Speichermedium wie Wünschte Stelle auf dem Speichermedium gelenkt. ein Film oder eine Lichtaufnahmeeinrichtung wie Die Leseeinrichtung 40 kann so angeordnet sein, wie etwa eine Fernsehkamera befinden, dies in der Zeichnung dargestellt ist, d. h. in einer se Im Betrieb erzeugt während des Schreibzyklus die Position, die zu derjenigen konjugiert ist, welche Lichtquelle 42 einen starken Lichtstrahl, der rasterdurch die Seite oder das Objekt 26 während des artig die aktive Oberfläche 13 des Speichermediums Schreibens der Information eingenommen wurde. An überstreicht. Das an eine Leitung 58 angelegte Signal dieser Stelle erfolgt die Wiederherstellung des Bildes bewirkt, daß der Modulator 44 entsprechend dem Inauf Grund der Lichttransmission durch Hologramm, as fön .ationsinhalt ies Signals eine Intensitätsmodula-Das Bild wird wiederhergestellt, da die unterschied- tion des Lichtstrahls durchfuhrt; der Rasterabtastlich geladenen Bereiche des gespeicherten Bildes die strahl 48 zeichnet dadurch Informationen, wie z. B. erforderliche, unterschiedlich große Phasenverzöge- ein Bild, ein Zeichen od. dgl. oder einfach eine Binärrung in das durchgelassene Licht einführt. Die Art, information hoher Dichte auf die Oberfläche 1.1 in der dies geschieht, entspricht ziemlich genau bei- 30 Diese Information wird durch selektive Entladung spielsweise dem Lesen eines aufgezeichneten »Pha- der gespeicherten Ladung aufgezeichnet, senhologramms«. Das in der oben beschriebenen Weise erzeugte La-

Statt des oben erläuterten Beispiels kann sich die dungsbild kann zu einer späteren Zeit parallel mittels Leseeinrichtung auch an der Stelle des Objekts 26 der Lichtquelle 50 gelesen werden. Wenn der Polari-

befinden. In diesem Fall entsteht das wicdergewon- 35 sator richtig in bezug auf den Analysator orientiert

nenc reale Bild durch Lichtreflexion vom HoIo- ist. können die starke elektrische Felder enthaltenden

gramm. Teile des Speichermediums 10 veranlaßt werden, das

Für die Leseeinrichtung 40 sind verschiedene Aus- Licht ganz oder teilweise auszulöschen, und die führungsformen möglich. Beispielsweise kann die Le- Teile, welche niedrigere elektrische Feldwerte speiseeinrichtung ein Feld aus Photozellen sein, die sich 40 ehern, können proportional zum Ausmaß der Entlajeweils an den Stellen befinden, die den Infonna- dung während des Schreibens bewirken, daß aufeintionsbitplätzen auf der Objektseite entsprechen. Beim anderfolgend größere Lichtmengen durchgelassen dargestellten Ausführungsbeispiel sind also sechzehn werden. Selbstverständlich ist auch ein umgekehrter solche Photozellen vorhanden, die in F i g. 5 jeweils Betrieb möglich, wobei das gelesene Bild einem Nedurch den Buchstaben P bezeichnet sind. 45 gativ statt einem Positiv entsprechen würde.

In Fig.6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Die beschriebenen Vorgänge haben ihre Ursache Erfindung dargestellt. Hier kann die »aktive Ober- darin, daß die unterschiedlich geladenen Bereiche fläche« des Speichermediums 10 ebenso wie in des Speichermediums die Polarisationsebene des Ii-Fig.3 in Luft angeordnet sein, doch ist sie zur Er- neat polarisierten Lichtes ober verschiedene Winkel läuterung des votfiegenden Beispiels in einem trans- 5» drehen. Der Polarisator kann so orientiert sein, daß parenten Glaskolben befindlich dargestellt, der ein die am stärksten geladenen Bereiche keine Änderung anderes Gas als Loft enthält. Ein hierfür geeignetes des Polarisationswinkels bewirken. In diesem Fall Gas »st beispielsweise Schwefelhexafluorid (SF₉). Die werden die am schwächsten geladenen Bereiche eine vorläufige Aufladung des Speichennedhims 10 er- der Lichtkomponenten in einem zur anderen Komfolgt mittels einer Spanntmgsqnelle 15 und einer 55 ponente unterschiedlichen Ausmaß verzögern, wo-Elektrode 17 wie beim Speicher gemäß F i g. 3. Der durch das linear polarisierte Licht elliptisch polari-Vorteil dieser Anordnung gegenüber der Anordnung siert wird. Durch richtige Wahl der Parameter des der Fi g. 3 liegt darin, daß die Fähigkeit eines Isola- Systems, wozu beispielsweise die Größe der Spantors, die von einer Koronaentladung erzengte Ladung nung zum Aufbringen der Anfangsladung gehört, zn speichern, davon abhängig ist, weiche Art von ⁶^ kann durch die am schwächsten geladenen Bereiche Ionen in der Entladung gebildet werden. Verwendet auf den Analysator fallendes Licht erzeugt werden, man andere Gase ab Luft, so wird der Bereich ver- das eine wesentliche Komponente besitzt, welche in wendbarer Isolatormaterialien vergrößert. einen Winkel von 90° bezüglich der Polarisations-

Der in Fig. 6 dargestellte Speicher enthält eine ebene des dnrch die an stärksten geladenen Bereiche Lichtquelle 42, die darstellnngsgemäß, aber nicht ⁶S passierenden Lichtes orientiert ist Der Analysator notwendig ein Laser ist. Der von der Lichtquelle er- kanu so orientiert sein, daß er praktisch vollständig zeugte Strahl 'änft dnrch einen Modulator 44 und das durch die am stärksten geladenen Bereiche geeine Strahlablenkvorrichtung 46. Letztere kann ir- langende linear polarisierte Licht und wenigstens

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einen großen Teil des durch die am schwächsten ge- schicht äfi. Die kbriipensierenderi Zentren neütralisje-

ladenen Bereiche gelangenden Lichtes auslöscht, refi den Effekt äöf böttätörVerünreinigüiigen durch

oder er kann relativ zu dieser Lage um 90° gedreht Einfarigeh der ffeieri Elektroden der Dddätdfätomej

werden. wodurch das¹ Material Wibdei seiüeh ^'ezlfi^Heri

Bei dem in Fig. 6 dargestellten Speicher würde s Eigenwiderstand (IrltriHsic-Werte) zuruOkerfiaUY

zwar angenommen, daß sequenziell geschrieben und In vielen Ionenkristallen der für die SpeiöhiSr ge¹

patallel gelesen wirü, doch bestehen auch andere niäß F i g. 1UnÜ 6geeigneten Art, welche^! Kristalle

Möglichkeiten. Wenn beispielsweise der Speicher ge- höhe elektrö-öptisehei Kdeffizieflt&ii auftyeisgtti be-

riläß F i g. 6 zum Speichern einer binären Informa- Steht eine bevorzugte Methode zum Erhöhen der spe-

tion verwendet wird, kann diese Information sequen- in zinschen Leitfähigkeit der Intrinslc-Proben darin,

ziell gelesen werden, etwa jedesmal ein Bit oder auf durch einen Reduktionsvorgang Leerstellen im Gitter

Wunsch jedesmal ein Byte, das aus einer Standardan- zu schaffen. Bei SrTiO₃ oder BaTiO, kann dies da-

zahl wie z. B. 8 Bits besteht. Zum sequenziellen Le- durch geschehen, daß man das Material auf eine

sen würde man Einrichtungen analog zum Laser 42, Temperatur von etwa 700° C in einer Wasserstoffat-

zum Modulator 44 und zur Ablenkvorrichtung 46 15 rhosphäre wenige Stunden lang erhitzt. Durch diese

gemäß F i g. 6 verwenden. Die Lichtquelle arbeitet Behandlung entstehen Sauerstoff-Leerstellen im GIt-

äber vorzugsweise hierbei mit einer Intensität, die so ter, die als Donatoren wirken. Das Material kann

gering ist, daß ein nichtlöschender Lesebetrieb mög- ohne weitere Behandlung gemäß F i g. 1 verwendet

Hch ist. werden. Vorzugsweise wird jedoch anschließend eine Bei beiden Speichern gemäß F i g. 3 und 6 beste- »o Oberflächenschicht hohen spezifischen Widerstands

hen eine Anzahl von Möglichkeiten zum Löschen der wie die Schicht 62 m Fi g. 8 erzeugt, und zwar durch

gespeicherten Information. Beispielsweise kann die Oxydation des Ki stalls durch dessen Erhitzung auf

Oberfläche erneut durch die Hochspannungsquelle etwa 900° C in eil er Sauerstoffatmosphäre während

aufgeladen werden. Eine zweite Möglichkeit besteht einer vorbestimmten Zeitdauer. Dadurch werden in

darin, die Oberfläche 13 mit einem starken unmodu- as einer Schicht, deren Dicke durch entsprechende

lierten Lichtstrahl vollständig zu entladen. Wahl der Oxydatiouszeit gesteuert werden k.inn, die

Bei beiden Ausfuhrungsbeispielen gemäß F i g. 3 Leerstellen eliminiert.

und 6 kann statt der Koronaaufladung auch eine Eine andere, zur Realisierung der Erfindung geeig-Aufladune durch einen Elektronenstrahl erfolgen. nete Ausführungsform eines Speichermediums ist in Hierfür ist es zweckmäßig, für das Speichermedium 30 Fig.«? dargestellt. Es besteht aus einem transparen-10 die Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre zu ver- ten leitenden Grundkörper 66 oder Halbleiter mit wenden, wie in F i g. 7 dargestellt ist. Das Speicher- einer dünnen Oberflächenschicht in Form einer phomedium kann an Masse gelegt werden. Das Strahler- toleitenden Isolierschicht 68 wie Strontiumtitanat Zeugungssystem 60 arbeitet mit hohem negativem (SrTiO,) oder Bariumtitanat (BaTiO₃). Die dünne Potential und überflutet die Oberfläche 13 des 35 Schicht kann auf den Halbleiter oder Grundkörpei Speichermediums mit einer Elektronenstrahlung. 66 durch Vakuumniederschlag oder Kathodenzer-Statt dieser Flutstrahlung kann auch die Oberfläche stäubung (Schmelzspritzverfahren) aufget-acht oder 13 mittels einer Ablenkeinrichtung rasterartig abge- auch epitaxial auf ihm gezüchtet werden. Ein typitastet werden, damit auf die Oberfläche eine gleich- scher Wert für die Dicke der photoleitenden Schicht mäßige Ladung aufgebracht wird. 40 beträgt 1 Mikron, während eine typische Seitenab-Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Speichermedium messung 2 χ 2cm betragen kann. Beim Betrieb die-10 kann eine Dicke von D-I mm haben (diese ser Ausführungsform des Speichermediums stellt die Dicke ist aber nicht kritisch) und eine Verarmungs- photoleitende Schicht 68 die aktive Schicht der Vorzone besitzen, deren Dicke nur einen sehr kleinen richtung dar, da das vom Ladungsbild erzeugte Feld Bruchteil dieses Wertes beträgt. Die wirksame Dicke 45 über die gesamte Dicke dieser Schicht erscheint. Im dieser Zone richtet sich nach dem Dotierungspegel übrigen ist der Betrieb ähnlich den bereits beschriedes Materials. Je größer der durch die Dotierung be- benen Vorgängen. Zunächst wird die Oberfläche ir Wirkte spezifische Widerstand ist, um so größer ist der bereits angegebenen Weise aufgeladen. Durch die wirksame Dicke der Schicht Sie beträgt beispiels- Belichtung der Oberfläche mit Licht einer Wellen-Weise in Stfontiunititanat mit einer Dotienmgsköti- 5» länge, die Elektronen/Löchet-Paare in der Schicht 6t ientration von I0^IS Donatoren/cm³ ungefähr erzeugt oder die Ladungen von defl Ionen auf dei 2 X 10~⁴ cm für Verarmungsschichtspannungen von Oberfläche freisetzt, erfolgt dann das Schreiben etwa 100 V. Während der Anfangsaufladung des Speichennedi-Statt der in Fig. 1 und 2 dargestellten können für ums gemäß Fig. 8 and 9 kann der Grundkörpei die Speicher gemäß Fig. 3 und6 auch andere Struk- SS (Substrat 64 bzw. Grui,dkörper 66) in der dargesteU türen verwendet werden. Ein Beispiel hierfür ist in ten Weise geerdet werden.

Fig.8 dargestellt, wobei es sich um eine Schicht 62 Zwei Methoden zum Aufladen der Oberfläche de

ί hohen spezifischen Widerstands auf einem Substrat Speichermediums wurden bereits erläutert. Es be

€4 geringen spezifischen Widerstands handelt. Zar steht noch eine dritte Möglichkeit, nämlich die Ober

: Schaffung dieser Struktur kann man von einem Kri- &> fläche mit einer lonenlösung zu bestreichen, die au

j stall aus einem Halbleiter mit einer großen Band- einem in einem flüchtigen organischen Lösungsmit

lücke wie Galliumphosphid, Galliumarsenid od. dgl. tel wie Azeton gelösten Ionisierungssalz wie Natri

«usgeuen, der durch sein gesamtes Volumen hm- umchlorid besteht Mit einem Löscher oder eine

durch mit Donatorverunreimgungen wie Selen, Tel- ähnlichen absorbierenden Auftragungseinrichtnnj

lur, Schwefel, Silicium oder Zinn dotiert worden fet. 65 kann eine dünne Schicht der Lösung auf die Isolator

Es schließt sich die Diffusion von Kompensator-Ak- oberfläche aufgetragen werden. Die zwischen dii

ί ieptorvenmreinigungen wie Zink, Κε-famim, Man- Lösung and den Isolator abgelegte elektrische Span

! gan oder Magnesium in eine dünne Oberflächen- nung hatte zur Folge, daß Ionen eines gegebene]

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Vorzeichens bevorzugt zur Festkörp"; .bwifläche überführt werden, die elektrisch geladen bleibt. Das auf der Isolatoroberfläche nach deren Aufladung verbleibende überschüssige flüchtige Lösungsmittel verdampft schnell, und nur die Ionen und ihre entsprechende Ladung bleiben zurück.

Nach den oben erläuterten Methoden ist eine halbpermanente oder eine dauernde Informationsspeicherung möglich. Ohne daß besondere Vorkehrungen erforderlich sind, läßt sich eine Speicherdauer von « Tagen oder Wochen erreichen, was für jeden dynamischen Speicher und auch für viele Speicher mit Lese- und Schreibbetrieb ausreicht Für eine Dauerspeicherung können auch ferroelektrische Materialien verwendet werden. Hier ist es jedoch zweckmäßig, die Oberfläche des ferroelektrischen Kristalls während des Schreibzyklus auf eine 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 festgelegt.

Die beschriebenen Speicher haben eine Reihe von wichtigen Vorteilen. Beispielsweise besteht theoretisch die Möglichkeit, daß das durch das Speichermedium gelangende Licht die beträchtliche Phasenverschiebung von 180° erfährt. 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 eher Durchlässigkeit der entladenen Bereiche von nahezu 100 %>, falls keine holographische Speicherung erfolgt (Fig. 6). Theoretische Untersuchungen haben auch ergeben, daß eine Schreibempfindlichkeit von etwa 1 Microjoule/cm² erreichbar ist. Dieser Wert ist um Größenordnungen höher nls bei anderen Methoden. Die hohe Empfindlichkeit erlaubt ein sequenzielles Schreiben mit hohen Bildwechselfrequenzen und einer hohen Informationspackungsdichte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 Quelle zur Oberfläche lenkende Anordnung die- K'tentansprüche: nen (Fig.7).

1. Optischer Speicher mit einem Speicherme-

dium, auf dessen Oberfläche eine elektrische La- 5

dung speicherbar ist, die durch Bestrahlung der

Oberfläche mit eine Information schreibendem Die Erfindung betrifft einen optischen Speicher Licht selektiv entladbar ist, und mit einer Ein- mit einem Speichermedium, auf dessen Oberfläche richtung zum Lesen der gespeicherten Informa- eine elektrische Ladung speicherbar ist, die durch tion, dadurch gekennzeichnet, daß ίο Bestrahlung der Oberfläche mit eine Information zum Schreiben der Information mittels eines mo- schreibendem Licht selektiv entladbar ist, und mit dulierten Lichtstrahls eine Lichtquelle (12) vor- einer Einrichtung zum Lesen der gespeicherten Ingesehen ist, die Licht einer gegebenen Mindestin- formation.

iensität erzeugt, bei deren Unterschreitung die In der Datenverarbeitungstechnik besteht Bedarf Oberfläche (13) nicht entladbar ist, daß zum Le- 15 nach einem optischen Speicher hoher Auflösung und sen der gespeicherten Information die Oberfläche großer Kapazität, der mit annehmbarer Geschwindig-(13) mit Licht bestrahlt wird, dessen Intensität keit betrieben werden kann. Es sind optische Speigeringer ^:;t als die gegebene Mindestintensität, eher, insbesondere solche mit leicht änderbarem In- und daß eine Leseeinrichtung (40) vorgesehen ist, formationsinhalt bekannt, in deren Speichermedien die auf einen von der Größe der gespeicherten 20 während eines Schreibvorgangs ein oder mehrere Pa-Ladung abhängigen Parameter von der Ober- rameter geändert werden können, di° während des fläche kommenden Lichtes anspricht. Lesebetriebs als Maß für die im Speichermedium ge-

2. Optischer Speiche, nach Anspruch 1, da- speicherte Information dienen können. Die Speicher durch gekennzeichnet, daß das Speichermedium mit solchen bekannten Speichermedien arbeiten ent-(10) aus einem ferroelekirischen Material gebil- =5 weder zu langsam (beispielsweise beim Schreiben), det ist. oder sie verlangen schwierig einzuhaltende Bedin-

3. Optischer Speicher nach Anspruch 1, da- gungen, wie z.B. eine Temperaturerhöhung im durch gekennzeichnet, daß sich an der Ober- Speichermediu:n bis über die Curie-Temperatur diefläche (13) Ces, Speichermediums ein Bereich (62) ses Mediums.

hohen spezifischen Widertandes befindet, der 30 Aus der deutschen Auslegeschrift 1 154 825 ist ein

auf einem Substrat (64) mit niedrigem spezifi- Verfahren bekannt, bei welchem durch Aufladung

schem Widerstand angeordne' ist. oder physikalische Veränderung an der Oberflächen-

4. Optischer Speicher nach Anspruch 1, da- schicht des Speichermediums erzeugte Informationen durch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (13) mit einem Elektronenstrahl gelesen werden, dessen des Speichermediums durch eine photoleitende 35 Abtastgeschwindigkeit unter Berücksichtigung von Schicht (68) gebildet ist, die sich auf einem Sub- Magnet- und Bremsfeldern so gering sein soll, daß strat (66) mit hoher spezifischer Leitfähigkeit be- beispielsweise in den bekannten Superorthikonröhren findet. ein elektrostatisches Ladungsbild wiederholt und

5. Optischer Speicher nach einem der vorange- ohne Löschung abgetastet werden kann. Die elektrihenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 40 sehe Abtastung hat sich jedoch in manchen Fällen eine Leseanordnung eine Lichtquelle (50, 52) für als unzweckmäßig erwiesen, z. B. weil ein gespeicherlinear polarisiertes Lhht zum Beleuchten der tes optisches Bild nicht direkt, sondern erst durch Oberfläche (13) some einen Analysator (54) ent- Umwandlung elektrischer Signale gewonnen werden hält, der Licht von der Oberfläche empfängt und kann.

so orientiert ist, daß er diejenigen Teile des pola- 45 Aufgabe der Erfindung ist, einen Speicher anzuge-

risierten Lichtes voneinander unterscheidet, die ben, der rein optisch beschrieben und gelesen werden

unterschiedlich geladenen Bereichen der Ober- kann,

fläche entsprechen. Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Spei-

6. Optischer Speicher nach einem der vorange- eher der eingangs genannten Art dadurch, daß zum henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 50 Schreiben der Information mittels eines modulierten eine Schreibeinrichtung vorgesehen ist, die auf Lichtstrahls eine Lichtquelle vorgesehen ist, die der Oberfläche ein Interferenzmuster erzeugt, das Licht einer gegebenen Mindestintensität erzeugt, bei ein Hologramm darstellt (Fig. 3), und daß zum deren Unterschreitung die Oberfläche nicht entladbar Lesen eine Vorrichtung (12), die zur Wiederher- ist, daß zum Lesen der gespeicherten Information die stellung des als elektrisches Ladungshologramm 55 Oberfläche mit Licht bestrahlt wird, dessen Intensität gespeicherten Bildes die Oberfläche (13) mit ko- geringer ist als die gegebene Mindestintensität, und härentem Licht bestrahlt, sowie eine am Ort des daß eine Leseeinrichtung vorgesehen ist, die auf wiederhergestellten Bildes zu dessen Empfang einen von der Größe der gespeicherten Ladung abangeordete Einrichtung (40) vorgesehen sind. hängigen Parameter von der Oberfläche kömmenden

7. Optischer Speicher nach einem der vorange- 60 Lichtes anspricht.

henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Die Erfindung hat nicht nur den Vorteil, daß zur

zum Aufladen der Oberfläche (13) eine Hoch- Wiedergewinnung eines Bildes nicht erst elektrische

Spannungsquelle (15) dient, die eine Koronaent- Signale in Lichtsignale- umgewandelt werden müssen,

ladung zur Oberfläche erzeugt. sondern es besteht außerdem die Möglichkeit, zwi-

8. Optischer Speicher nach einem der An- 65 sehen seriellem Lesen (Abtastung durch einen Lichtsprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß strahl) und Parallel-Lesebetrieb (unter Verwendung zum Aufladen der Oberfläche (13) eine Elektro- einer das ganze Bild bestrahlenden Flutlichtquelle) nenquelle (60) und eine die Elektronen von der zu wählen.