DE2203246B2 - Verfahren zur sequentiellen holo grafischen Vielkanalaufzeichnung analoger oder digitaler Daten auf einem Speicher band - Google Patents

Verfahren zur sequentiellen holo grafischen Vielkanalaufzeichnung analoger oder digitaler Daten auf einem Speicher band

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Description

als eindimensionales Hologramm auf einem be- 10 keit und diese wiederum von der Bandbreite des auf-
wegten Speicherband in Bewegungsrichtung aufgezeichnet und der Objektstrahl impulsgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Objektstrahl ein pulsamplitudenmodulierter Laserstrahl ist, der zusammen mit dem zeitlich konstanten Referenzstrahl durch eine Zylinderlinse auf das Speicherband fokussiert wird, daß sowohl der Objektstrahl als auch der Referenzstrahl gemeinsam durch eine Ablenkvorrichtung zuzeiclinenden Signals abhängt. Einerseits ist es wünschenswert, die einzelnen Hologramme so dicht wie möglich zu speichern, also Δ χ minimal zu wählen, andererseits kann Ax nicht beliebig klein gemacht werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur sequentiellen holografischen Vielkanalaufzeichnung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit dem die Bandvorschubgeschwindigkeit so-
senkrecht κ: Bandvorschubrichtung nachein- 20 wie die Zugriffszeit reduziert werden kann oder mit ander auf mehrere Spuren des Speicherbandes dem bei unverminderter Bandvorschubgeschwindigkeit das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß der Objektstrahl ein pulsamplitudenmodulierter Laserstrahl ist, der zusammen mit dem zeitlich konstanten Referenzstrahl durch eine Zylinderlinse auf das Speicherband fokussiert wird, daß sowohl der Objektsfrahl als auch der Referenzstrahl gemeinsam durch eine Ablenkvorrichtung senkrecht zur Band-
gerichtet werden und daß auf dem Speicherband zusätzlich Informationen tür die Synchronisation des Speichervorgangs aufgezeichnet werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren
zur sequentiellen holografischen Vielkanalaufzeichnung analoger oder digitaler Daten auf einem Spei- 30 Vorschubrichtung nacheinander auf mehrere Spuren cherband, wobei ein mit dem aufzuzeichnenden des Speicherbandes gerichtet werden und daß auf Signal amplitudenmodulieiter Otjektstrahl mit einem
Referenzstrahl interferiert und die resultierende Interferenzfigur als eindimensionale^ Hologramm auf
einem bewegten Speicherband in Bewegungsrichtung 35
aufgezeichnet und der Objektstrahl impulsgetastet
wird.
Bei der sequentiellen optischen Datenspeicherung
ist man bisher den Weg gegangen, ein zeitlich variables Signal durch Pulsamplitudenmodulation einem 40 digkeit das Signal-Rausch-Verhältnis erhöht werden Laserstrahl aufzumodulieren und diesen intensität:;- kann. Gleichzeitig wird die Anzahl der pro Bandein-
dem Speicherband zusätzlich Informationen für die Synchronisation des Speichervorganges aufgezeichnet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist den großen Vorteil auf, daß insbesondere bei der Aufzeichnung breitbandiger Signale die auf Grund des Abtasttheorems relativ hohen Bandgeschv, ir.digkeiten reduziert werden können oder daß bei erhöhter Bandgeschwin-
modulierten Laserstrahl mit einer kohärenten zeitlich konstanten Vergleichswelle auf einem lichtempfindlichen Speichermedium interferieren zu lassen. Die resultierende Interferenzfigur wird dann als eindimensionales Hologramm auf dem bewegten Speicherband aufgezeichnet. Jedem Abtastimpuls entspricht dabei ein Hologramm, dessen Kontrast ein Maß für die Höhe des entsprechenden Abtastimpulses ist.
Bei einer anderen Anordnung (siehe unsere ältere Anmeldung P 21 48 649.7) wurde zur nichtkohärenten sequentiellen optischen Datenspeicherung vorgeschlagen, mit einem pulsamplitudenmodulierten Lichtstrahl eindimensionale Hologramme in mehreren Parallelspuren auf einem Speicherband abzubilden. In diesem Fall muß jedoch durch eine räumlich und zeitlich getrennte Korrekturbelichtung dafür gesorgt werden, daß die Gesamtbelichtung des Speicherbandes bei jeder Aufnahme konstant bleibt.
Bei wieder einer anderen Anordnung (siehe unsere ältere Anmeldung P 20 56 025.2) wurde zur optischen Datenspeicherung vorgeschlagen, einen modulierten Objektstrahl und einen Referenzstrahl auf heit gespeicherten Informationen erheblich erhöht, und die Zugriffszeit wird entsprechend der Zahl der Spuren reduziert.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Figuren näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 die Anordnung der Hologramme in den einzelnen Parallelspuren des Aufzeichnungsmaterials, Fig. 2 eine schematiche Anordnung zur Autzeichnung von N Parallel spuren,
F i g. 3 eine erste Anordnung zum Auslesen der N Hologrammspuren und
F i g. 4 eine zweite Anordnung zum Auslesen der N Parallelspuren.
In F i g. 1 ist mit 1 das sich in ^-Richtung bewegende Speicherband bezeichnet. Parallel zur Bandvorschubrichtung liegen die N Parallelspuren 2, von denen drei dargestellt sind. Durch das Einschreiben der einzelnen Hologramme 3 in Parallelspuren kann die Geschwindigkeit des sich in horizontaler Richtung bewegenden Bandes 1 so gewählt werden, daß nach Beendigung eines vertikalen Schreibzyklus das Band 1 gerade um die Strecke Δ χ weitergewandert ist. Gegenüber der einspurigen Aufzeichnung reduziert sich
einem lichtempfindlichen Speichermedium interferie- 65 demnach die Wiedergabebandgeschwindigkeit um
ren zu lassen, so daß eindimensionale Hologramme einen Faktor IW, während gleichzeitig die Anzahl
aufgezeichnet werden. Als Speichennedium kommt der pro Zentimeter Band gespeicherten Bits um den
entweder ein bandförmiges Speichermedium oder Faktor N vergrößert wird.
F i g. 2 zeigt eine schematische Anordnung zur und einen konvergenten Objektstrahl. Zur Optimie-Aufzeichnung von N Parallelspuren 2 auf dem Spei- rung des Signal-Rausch-Verhältnisses und des Aufcherband 1. Mit 4 ist der Objektstrahl bezeichnet, lösunssvermögens muß die Wellenfront des Auslesedem die zu speichernde Information mittels des lichtstrahls in der Bandvorschubrichtung der des Modulators 6 aufmoduliert wird, und mit S der zur 5 Referenzstrahls bei der Aufnahme entsprechen,
holografischen Aufnahme notwendige Referenzstrahl. Bei der Anwendung des vorgeschlagenen Viel-9 ist ein Strahlteiler, der für die Umlenkung des kanalspeicherverfahrens als Ton- oder Video-Band-Objektstrahls 4 sorgt. Zur Adressierung der einzelnen speicher oder auch als Digital-Bandspeicher ist es er-Parallelspuren 2 auf dem Speicherband 1 dient ein forderlich, die Schreib- und Auslese-Vorgänge zu schnelles optisches Ablenksystem 10, beispielsweise io synchronisieren. Dazu wird dem zu speichernden Siein ikustooptischer oder elektrooptischer Ablenker. gnal ein Synchronisationssignal überlagert, das die
Um Verzerrungen der abzulenkenden Wellenfelder vertikale Lichtablenkung von Spur zu Spur beim durch die elektro- oder akustooptischen Ablenker zu Schreiben triggert und gleichzeitig in der ersten Spur vermeiden, wählt man Objekt- und Referenzwellen gespeichert wird. Pro vertikalen Schreibzyklus wird mit Zylindergeometrie. Zu diesem Zweck befinden 15 dabei ein Synchronisationsimpuls eingeschrieben. Das sich in den Strahlengängen Zylinderlinsen 7, 8 und Signal dieser ersten Spur dient dann beim Auslesen 11. Die Zylinderachsen der Linsen 7 und 8 werden mit einem Fotodetektor zurr. Triggern der vertikalen dabei parallel zur Ablenkrichtung gewählt, die wie- Detektorabtastung oder des Lichtablenkers. Beim derum senkrecht zur Bandvorschubrichtung liegt. Die Speichern von Video-Signalen wird diese Ablenkfrezwischen der Ablenkeinheit 10 und dem Speicher- 20 quenz gleich der der Einsch"ibablenkung gewählt,
band 1 angeordnete Zylinderlinse 11 deren Achse Ist es erforderlich, die einzelnen Spuren oder geparallel zur Bandvorschubrichtung liegt, fokussiert speicherten Bits wahlweise zu adressieren, dann wird die Objekt- und Referenzstrahlen zu dem eindimen- die Baiidposition parallel zur Bandvorschubrichtung sionalen Hologramm, das dann letztlich aufgezeichnet mit einem Zähler, dem das Synchronisationssignal wifd. 25 zugeführt wird, festgestellt. Bei Erreichen der er-
AIs Speicherband kommen dabei sowohl die übli- wünschten horizontalen Position wird die vertikale
chen holografischen Materialien als auch löschbare Ablenkung getriggert und wiederum mit einem Zähler
optische Aufzeichnungsmaterialien und thermoplasti- die Spurzahl festgelegt. Die Amplitude der Synchro-
sche Materialien in Frage. nisationsimpulse kann zur Kontrolle von geringen
Bei der in F i g. 3 dargestellten schematischen An- 30 Positionsschwankungen des Speichermediums senkordnung zum Auslesen der gespeicherten Informatio- recht zur Bandvorschubrichtung dienen,
nen wird das Speicherband 1 an einem Lichtstrahl 12 Gegenüber der einspurigen Aufzeichnung wird die vorbeigeführt, der die Rekonstruktion der in Form Zugriffszeit bei mehrspuriger Aufzeichnung entsprevon parallelen eindimensionalen Hologrammen 3 ge- chend der Zahl der Parallelspuren reduziert. Der speicherten Signale auf einem Fotodetektor 15 be- 35 Synchroaisationszeittakt wird dabei zum raschen Aufwirkt. Bei der hier dargestellten ersten Ausleseanord- suchen einer Information herangezogen,
nung werden alle Hologrammspuren 2 gleichzeitig Da für jeden vertikalen Sch>-eibzyklus auf einer mit einei durch die Zylinderlinse 13 erzeugten Zylin- Synchronisationsspur ein Impuls geschrieben wird, derwelle beleuchtet. In der Rekonstruktionsebene der können diese Impulse beim Suchen von einem elek-Hologramme 3 befindet sich eine Fc-todetektoranord- 40 tronischen Zähler gezählt und das Band an der richnung 15, auf deren Elemente mittels einer Zylinder- tigen Stelle angehalten werden. Wesentlich ist, daß linse 14 je eine Hologrammspur abgebildet wird. Das die Bandgeschwindigkeit beim Suchen nicht gleichgespeicherte Signal wird wiedergegeben, indem die an förmig zu sein braucht. Letztlich wird die Zugriffszeit den Detektoren anfallenden Signale sequentiell mit durch die technisch realisierbare maximale Bandgeeinem elektronischen Schalter 16 abgetastet werden. 45 schwindigkeit begrenzt. Auf Grund der hohen Spei-
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform einer cherdichte ist jedoch die mittlere Zugriffszeit geringer Auslcseanordnurie, ist in F i g. 4 dargestellt. Hier wird als bei magnetischen Bandspeichern,
der auslesende Lichtstrahl 12, beispielsweise ein Verzichtet man auf Kosten der Bandgeschwindig-Laser^trahl, mittels einer Zylinderlinse und eines keit auf die größtmögliche Speicherdichte und ver-Lichtablenkers 17 sequentiell auf jede der HoIo- 50 größert den Abstand benachbarter Hologramme, so grammspuren 2 fokussiert. Das Signal der jeweils b<> daß die von den einzelnen Hologrammen bei der leuchteten Hologrammspur 2 wird nach Fokussierung Wiedergabe rekonstruierten Bilder weniger dicht beimittels einer Zylinderlinse 14 von einem schiitzförmi- einander liegen, so erhöht sich entsprechend dem vergen Fotodetektor 15, dessen Breite entsprechend dem größerten Bildabstand auch das Signal-Rausch-VerAuflösungsvermögen der Hologramme 3 gewählt 55 hältnis. Die einzelnen rekonstruierten Bilder können wird, in der Rekonstruktionsebene der Hologramme in diesem Fall schärfer getrennt und besser ausgeleempfangen. sen werden. Weiterhin wird dabei die Wahrscheinlich-
Um eine optimale Wiedergabegeschwindigkeit zu keit des Übersprechens durch Überlagerung benach-
realisieren, wählt man einen divergenten Referenz- barter Bilder mit wachsendem Büdabstand reduziert.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verfahren zur sequentiellen holografischen Vielkanalaufzeichnung analoger oder digitaler Daten auf einem Speicherband, wobei ein mit dem aufzuzeichnenden Signal amplitudenmodulierter Objektstrahl mit einem Referenzstrahl interferiert und die resultierende Interferenzfigur eine kreisrunde Platte oder ein Zylindermantel mit einer spiralenförmigen Aufzeichnungsspur zur Verwendung. Durch die hierbei verwendete Einkanalaufzeichnung ist jedoch die Menge de; aufzuzeichnenden Signale beschränkt.
    Zwischen dem Auftreffen zweier aufeinanderfolgender Lichtimpulse bewegt sich das Speichennedium um eine Strecke Δ χ weiter, wobei die Größe dieser Schrittweite Δ χ von der Bandvorschubgeschwindig-
DE2203246A 1972-01-24 1972-01-24 Verfahren zur sequentiellen holografischen Vielkanalaufzeichnung analoger oder digitaler Daten auf einem Speicherband Expired DE2203246C3 (de)

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