DE2222920A1 - Information store - Google Patents
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- Thermal Transfer Or Thermal Recording In General (AREA)
Description
InformationsspeicherInformation store
Die Erfindung betrifft einen Informationsspeicher.The invention relates to an information memory.
Es gibt bereits verschiedene Typen von Informationsspeichern, die bekannt sind und einen großen Anwendungsbereich haben, insbesondere in Elektronenrechnern. Von besonderem Interesse sind die Typen, bei denen "Schreib"-, "Lese"- und "Lösch"-Verfahren während der Betriebszyklen benutzt werden können. Ein "Schreib"-Verfahren besteht im Ändern einer speziellen Eigenschaft des Informationsspeichers, während ein "Lösch"-Verfahren darin besteht, diese Eigenschaft in ihre ursprüngliche Form zurückzuführen. Ein "Lese"-Verfahren besteht in der Bestimmung, ob Information gespeichert ist oder nichtThere are already different types of information stores that are known and have a wide range of applications, especially in electronic computers. Of particular interest are the types that use "write", "read", and "erase" processes can be used during the operating cycles. One "write" method is to change a specific one Property of the information store during an "erase" process is to restore this property to its original form. A "read" method consists in determining whether or not information is stored
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(d.h. in der Bestimmung, ob die Eigenschaft des Speichers sich geändert hat oder nicht) (und wenn ja, dann wird die Art der Information normalerweise ebenfalls bestimmt). Das "Lese"-Verfahren kann gleichzeitig mit dem "Lösch"-Verfahren (zerstörendes Lesen) oder unabhängig vom "Lösch"-Verfahren (zerstörungsfreies Lesen) auftreten. Die Speicher können auch Information unendlich lange speichern, ohne diese erneut einzuschreiben, oder nur für sehr kurze Perioden, weshalb ein erneutes Einschreiben notwendig ist.(i.e. in determining whether or not the property of the memory has changed) (and if so, then the Type of information usually also determined). The "read" process can be carried out simultaneously with the "delete" process (destructive reading) or independently of the "erasure" method (non-destructive reading). The memory can also store information indefinitely without rewriting it, or only for very short periods, which is why a new registered letter is necessary.
Eine Informationsspeicherung kann vorgenommen werden in Einrichtungen, die bestimmte Materialien benutzen, in denen Parbzentren existieren können. Parbzentren sind Leerstellen oder Haftstellen, die in die Materialien eingeführt werden und an denen Elektronen eingefangen werden. Die Existenz von Parbzentren in einem Material bewirkt, daß das Material eine starke Absorption von Strahlung in einem speziellen Wellenlängenband zeigt und auch mit einer typischen Farbe des gegebenen Materials farbig erscheint. Ein besonderer Typ von Parbzentren, bei dem ein einziges Elektron eingefangen ist, ist als ein "F-Zentrum" bekannt. Ein P-Zentrum absorbiert stark Strahlung in einem Band, das P-Wellenlängenband genannt wird (P-Licht oder P-Strahlung). Information kann in Materialien eingeschrieben werden, in denen P-Zentren erzeugt werden können, entweder durch Schaffung von P-Zentren im Zeitpunkt des "Schreib"-Verfahrens oder durch Änderung der Eigenschaften eines Materials, das bereits P-Zentren enthält. In derartigen Materialien ist es auch gewöhnlich möglich, daß andere Parbzentren, die als P'-Zentren bekannt sind, existieren. F1-Zentren sind Leerstellen oder Haftstellen, an denen zwei Elektronen eingefangen sind. Die Existenz von P-Zentren bewirkt, daß das Material eine starke Absorption von Strahlung eines Bands (des P'-Bands) zeigt, das vom F-Band verschieden ist, und ebenfalls mit einer anderen typischen Farbe gefärbt erscheint.Information storage can be done in facilities using certain materials in which Parb Centers may exist. Parb centers are vacancies or traps that are introduced into the materials and where electrons are trapped. The existence of color centers in a material causes the material to show a strong absorption of radiation in a specific wavelength band and also to appear colored with a typical color of the given material. One particular type of Parb center that traps a single electron is known as an "F center". A P-center strongly absorbs radiation in a band called the P-wavelength band (P-light or P-radiation). Information can be written into materials in which P-centers can be created, either by creating P-centers at the time of the "writing" process or by changing the properties of a material that already contains P-centers. In such materials it is also usually possible that other parabolic centers known as P 'centers exist. F 1 centers are vacancies or traps where two electrons are trapped. The existence of P centers causes the material to show a strong absorption of radiation from a band (the P 'band) which is different from the F band and which also appears colored with a different typical color.
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Durch die Erfindung wird ein Informationsspeicher angegeben, der gekennzeichnet ist durch ein Stück Material, in dem F-Zentren erzeugbar und die Konzentration der F-Zentren veränderbar ist, durch eine Einrichtung zur Änderung der Konzentration der F-Zentren in mindestens einem Teil des Materialstücks mit einer Bestrahlungseinrichtung zur Bestrahlung mindestens eines Teils des Materialstücks mit Strahlung im F-Band für das Materialstück und mit einer Einrichtung zum Anlegen eines elektrischen Felds am Materialstück, während das Material mit Strahlung von der Bestrahlungseinrichtung bestrahlt wird, durch eine Einrichtung zum Lesen von Information in mindestens einem Teil des Materialstücks mit einer weiteren Bestrahlungseinrichtung zur Bestrahlung mindestens eines Teils des Materialstücks mit Strahlung im F-Band des Materialstücks,, und einer Einrichtung zur Erfassung der Größe der Strahlung von der weiteren Bestrahlungseinrichtung, die durch mindestens einen Teil des Materialstücks absorbiert wird.The invention specifies an information store, which is characterized by a piece of material in which F-centers can be generated and the concentration of the F-centers can be changed is, by means of changing the concentration of the F-centers in at least a part of the piece of material with an irradiation device for irradiation at least a part of the piece of material with radiation in the F-band for the piece of material and with a device for applying an electric field on the piece of material while the material is irradiated with radiation from the irradiation device is, by a device for reading information in at least a part of the piece of material with a further Irradiation device for irradiating at least a part of the piece of material with radiation in the F-band of the piece of material, and a device for detecting the size of the radiation from the further irradiation device, the is absorbed by at least a portion of the piece of material.
Nach einer bevorzugten Ausführung der Erfindung umfaßt der Informationsspeicher ein Materialstück,, in dem F-Zentren und F'-Zentren erzeugbar und in dem die Konzentration von F-Zentren und F'-Zentren veränderbar ist, eine Einrichtung zum Schreiben von Information in mindestens einen Teil des Materialstücks, eine Einrichtung zum Lesen von Information in mindestens einem Teil des Materialstücks, eine Einrichtung zum Löschen von Information aus mindestens einem Teil des Materialstücks, wobei die Einrichtung zum Lesen eine erste Bestrahlungseinrichtung hat zur Bestrahlung mindestens eines Teils des Materialstücks mit Strahlung im F-Band oder F'-Band für das Materialstück, wobei die Einrichtung zum Lesen eine zweite Bestrahlungseinrichtung hat zur Bestrahlung mindestens eines Teils des Materialstücks mit Strahlung im F-Band für das Materialstück und ferner eine Einrichtung zum Erfassen der Größe der Strahlung von der zweiten Bestrahlungseinrichtung, dieAccording to a preferred embodiment of the invention, the comprises Store a piece of material, in which F centers and F 'centers can be generated and in which the concentration of F centers and F 'centers changeable, a means of writing of information in at least a portion of the piece of material, means for reading information in at least a part of the piece of material, a device for erasing information from at least a part of the piece of material, wherein the device for reading has a first irradiation device for irradiating at least a part of the piece of material with radiation in the F-band or F'-band for the piece of material, wherein the device for reading has a second irradiation device for irradiating at least one Part of the piece of material with radiation in the F-band for the piece of material and also a device for detecting the size the radiation from the second irradiation device, the
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durch mindestens einen Teil des Mater!alStücks absorbiert wird, und wobei die Einrichtung zum Löschen von Information aus dem Materialstück eine dritte Bestrahlungseinrichtung hat zum Bestrahlen mindestens eines Teils des Materialstücks mit Strahlung im F-Band oder P'-Band für das Materialstück und auch eine Einrichtung zum Anlegen eines elektrischen Felds an das Materialstück, während das Material mit F-Band-Strahlung von entweder der ersten Bestrahlungseinrichtung oder der dritten Bestrahlungseinrichtung bestrahlt wird.absorbed by at least part of the material and wherein the means for erasing information from the piece of material is a third irradiating means has for irradiating at least a part of the piece of material with radiation in the F-band or P'-band for the piece of material and also means for applying an electric field to the piece of material while treating the material with F-band radiation is irradiated by either the first irradiation device or the third irradiation device.
Wenn die Strahlung von der ersten Bestrahlungseinrichtung im F-Band für das Materialstück liegt, muß die Strahlung von der dritten Bestrahlungseinrichtung im F'-Band für das Materialstück liegen. Ähnlich, wenn die Strahlung von der ersten Bestrahlungseinrichtung im F'-Band für das Materialstück liegt, dann muß die Strahlung von der dritten Bestrahlungseinrichtung im F-Band für das Materialstück liegen.If the radiation from the first irradiation device is in the F-band for the piece of material, the radiation from the third irradiation device in the F 'band for the piece of material lie. Similarly, if the radiation from the first irradiation device is in the F 'band for the piece of material, then the radiation from the third irradiation device must lie in the F-band for the piece of material.
Die erste, zweite und dritte Bestrahlungseinrichtung können Laser aufweisen. Das Materialstück kann ein Kristall aus einem Alkalimetallhalogenid, z.B. Kaliumchlorid, sein.The first, second and third irradiation devices can have lasers. The piece of material can be a crystal of a Alkali metal halide such as potassium chloride.
Für einen Kaliumchlorid-Kristall können die erste und zweite Bestrahlungseinrichtung ein einzelner Argonlaser oder ein einzelner Rubinlaser sein, wobei beide Strahlung im KCl-F-Band abgeben, und die dritte Bestrahlungseinrichtung kann ein Helium/Neon-Laser sein, dessen Strahlung im KCl-F'-Band liegt.For a potassium chloride crystal, the first and second irradiation devices can be a single argon laser or a be a single ruby laser, both of which emit radiation in the KCl-F band, and the third irradiation device can be a Be a helium / neon laser, the radiation of which is in the KCl-F 'band.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine graphische Darstellung der Quantenausbeute des photochemischen F- in-F1-Konversionsprozesses und des photochemischen F1- in-F-Konversionspro-Fig. 1 is a graphical representation of the quantum yield of the photochemical F- in-F 1 conversion process and the photochemical F 1 - in-F conversion pro-
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zesses in Abhängigkeit von" der Temperatur für Kaliumchlorid; undprocess depending on "the temperature for Potassium chloride; and
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Informationsspeichers.2 shows a cross section through an exemplary embodiment of the information memory according to the invention.
Es sind bereits verschiedene Materialien bekannt, in denen P-Zentren erzeugt werden können. Von diesen Materialien ist eine der wichtigsten Gruppen die der Alkalimetallhalogenide. P-Zentren können in Materialien dieser Gruppe in Konzentra-Various materials are already known in which P centers can be generated. Of these materials is one of the most important groups is that of the alkali metal halides. In materials of this group, P centers can be concentrated in
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tionen von bis zu 5 * 10 Zentren/cm durch Elektronenbestrahlung oder durch Erhitzen in Alkalimetalldampf erzeugt werden. Gefärbte Alkalimetallhalogenidmaterialien, die F-Zentren enthalten, können aufgehellt oder gebleicht werden durch Absorption von Strahlung im F-Band. Anders ausgedrückt, obwohl die Absorption von F-Licht ursprünglich stark ist, wird sie schwächer nach Belichtung mit F-Licht, da F-Licht eine Zerstörung von F-Zentren bewirkt. Die F-Band-Absorption ist also umkehrbar (d.h. sie kann erhöht oder verringert werden) bei einem Quantenwirkungsgrad, der nahe Eins sein kann, und photochromisehe Alkalimetallhalogenidkristalle können hergestellt werden, die mehr als 10 Farb/Bleich-Zyklen ohne irgendeine Verringerung des Quantenwirkungsgrads erfahren. Es ist auch möglich, die F-Band-Absorption ohne Zerstörung einer größeren Anzahl von F-Zentren zu überwachen, so daß Alkalimetallhalogenide als reversible photochromisehe Materialien zur Verwendung in Informationsspeichern geeignet sind.ions of up to 5 * 10 centers / cm by electron irradiation or by heating in alkali metal vapor. Colored alkali metal halide materials, the F centers may be lightened or bleached by the absorption of radiation in the F-band. Expressed differently, Although the absorption of F light is initially strong, it becomes weaker after exposure to F light as F light causes the destruction of F-centers. The F-band absorption is therefore reversible (i.e. it can be increased or decreased at a quantum efficiency that can be close to unity, and photochromic alkali metal halide crystals can can be made that last more than 10 color / bleach cycles without experience some decrease in quantum efficiency. It is also possible to use the F-band absorption without destroying any monitor larger number of F-centers, leaving alkali metal halides as reversible photochromic materials are suitable for use in information storage.
Kaliumchlorid ist eines der geeignetsten Alkalimetallhalogenide zur Verwendung in einem Informationsspeicher, der auf F-Zentren beruht. Proben von Kaliumchlorid mit F-Zentren sind relativ stabil bei Beleuchtung mit F-Licht bei Temperaturen unterhalb 80°K, jedoch oberhalb dieser Temperatur besteht eine zunehmende Wahrscheinlichkeit von thermischer Ionisation aus dem angeregten Zustand nach Anregung mit F-Licht. Viele der so er-Potassium chloride is one of the most suitable alkali metal halides for use in information storage based on F centers is based. Samples of potassium chloride with F centers are relatively stable when illuminated with F light at temperatures below 80 ° K, but above this temperature there is an increasing probability of thermal ionization from the excited State after excitation with F light. Many of the so
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zeugten freien Elektronen werden an anderen P-Zentren eingefangen, um ^-Zentren zu bilden. Wenn die Temperatur über 80°K hinaus ansteigt, nimmt der Wirkungsgrad für die Konversion von zwei P-Zentren in ein P'-Zentrum (des photochemischen F-in-F1-Konversionsprozesses) zu, bis bei einer Temperatur von etwa 170 K der Wirkungsgrad sein Maximum erreicht, d.h. der Quantenwirkungsgrad (Quantenausbeute) ungefähr 2 beträgt (da zwei P-Zentren ein P'-Zentrum ergeben). Ähnlich nimmt zwischen diesen beiden Temperaturen der Quantenwirkungsgrad der Konversion von F'-Zentren in F-Zentren (die photochemische P'- in-P-Konversion) von einem niedrigen Wert bei 17O0K auf etwa 2 bei 80 K zu. Licht, das im P'-Band in diesem Temperaturbereich absorbiert wird, bewirkt die Ionisation eines F'-Zentrums, so daß ein P-Zentrum und ein freies Elektron freigesetzt werden, das bald danach an einer anderen Stelle zur Bildung eines zweiten P-Zentrums eingefangen wird.Generated free electrons are captured at other P centers to form ^ centers. If the temperature rises above 80 ° K, the efficiency for the conversion of two P centers into one P 'center (the photochemical F-in-F 1 conversion process) increases, up to a temperature of about 170 K der Efficiency reaches its maximum, ie the quantum efficiency (quantum yield) is approximately 2 (since two P centers result in one P 'center). Similarly takes between these two temperatures, the quantum efficiency of the conversion of F 'centers in F-centers (the photochemical P'-in-P conversion) from a low value at 17O 0 C to about 2 at 80 K to. Light that is absorbed in the P 'band in this temperature range causes the ionization of an F' center, so that a P center and a free electron are released, which soon afterwards at another location to form a second P center is captured.
Fig. 1 ist eine graphische Darstellung der Quantenausbeute des photochemischen F- in-P'-Konversionsprozesses und des photochemischen F'- in-F-Konversionsprozesses, die in Abhängigkeit von der Temperatur aufgetragen ist, und zwar für Kaliumchlorid. Wie bereits erläutert wurde, ändert sich die Quantenausbeute des photochemischen F1- in-F-Konversions-1 is a graph of the quantum yield of the F to P 'photochemical conversion process and the F' to F photochemical conversion process, plotted as a function of temperature, for potassium chloride. As already explained, the quantum yield of the photochemical F 1 - to F conversion
o Prozesses von einem Wert von etwa 2 bei etwa 80 K auf einen niedrigen Wert bei etwa 1700K, und die Quantenausbeute des photochemischen P- in-P'-Konversionsprozesses ändert sich von einem niedrigen Wert bei etwa 8O0K auf einen Wert von etwa 2 bei etwa 1700K. Bei einer Temperatur von etwa 1;55°Κ sind die Quantenausbeuten für beide Prozesse gleich.o process from a value of about 2 at about 80 K to a low value at about 170 0 K, and the quantum yield of the photochemical P to P 'conversion process changes from a low value at about 80 0 K to a value of about 2 at about 170 0 K. At a temperature of about 1; 55 ° Κ the quantum yields are the same for both processes.
Ein Informationsspeicher kann hergestellt werden auf der Grundlage des photochemischen P- in-P1- und des photochemischen P1- in-P-Konversionsprozesses. Ein gefärbter KCl-Kristall mit F-Zentren und P'-Zentren wird bei einer Temperatur vonAn information store can be fabricated based on the P to P 1 photochemical and P 1 to P photochemical conversion processes. A colored KCl crystal with F centers and P 'centers is at a temperature of
etwa ο
135 K gehalten, der Temperatur, bei der die Quanten-about ο
135 K, the temperature at which the quantum
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ausbeuten für die beiden Konversionsprozesse gleich sind. Information kann dann in den Speicher(KCl)-Kristall durch dessen Beleuchten mit rotem F-Licht (was stark durch die P'-Zentren absorbiert wird) in speziellen Gebieten eingeschrieben werden. Die Wirkung besteht in einer Erhöhung der Anzahl der F-Zentren in diesen speziellen Gebieten. Die Information kann gelesen werden durch Überwachen der Absorption von F-Licht durch den Kristall, wobei diese Absorption in diesen speziellen Bereichen stärker ist. Wahlweise kann die Information gelesen werden durch Überwachen der Absorption von F'-Licht durch den Kristall, wobei diese Absorption in diesen Bereichen schwächer ist. Die Information kann gelöscht werden durch Beleuchten mit F-Licht, das die F-Zentren, die während des Schreibens hergestellt wurden, zurück in F'-Zentren umformt.exploit are the same for the two conversion processes. Information can then pass into the memory (KCl) crystal its illumination with red F light (which is strongly absorbed by the P 'centers) is inscribed in special areas will. The effect is to increase the number of F-Centers in these specific areas. the Information can be read by monitoring the absorption of F light by the crystal, this absorption being monitored is stronger in these specific areas. Alternatively, the information can be read by monitoring the absorption of F 'light through the crystal, this being absorption is weaker in these areas. The information can be erased by illuminating with F light that the F centers made while writing reshaped back into F 'centers.
Ein alternativer Speicher kann erhalten werden, indem die Information mit F-Licht eingeschrieben, mit entweder F- oder F'-Licht gelesen und mit F'-Licht gelöscht wird.Alternative storage can be obtained by using the Information is written with F light, read with either F or F 'light, and erased with F' light.
Es könnte erwartet werden, daß eine lange Belichtung durch "Lese"-Licht eine zu große Anzahl von F-Zentren in F'-Zentren oder F'-Zentren in F-Zentren umwandeln würde, je nachdem, welcher Fall vorliegt. Dies kann im Fall der Belichtung mit F-Licht nicht auftreten, da das Gleichgewicht zwischen den F- und F'-Zentren von der Temperatur und der Intensität des Beleuchtungslichts abhängt. Die Gleichgewichts-F-Zentren-Konzentration bleibt immer größer zur Beleuchtung mit schwachem F-Licht als zur Beleuchtung mit starkem F-Licht. Information, die in ein Kristall durch ein starkes Lichtbündel eingeschrieben worden ist, wird nicht zerstört durch längeres Lesen mit einem schwachen F-Licht-Bündel, obwohl der Rauschabstand geringer wird, da die F-Zentren-Konzentration bei wiederholtenLong exposure to "read" light might be expected to result in too large a number of F centers in F 'centers or convert F 'centers to F centers, whichever one Case exists. This cannot occur in the case of exposure to F light because the equilibrium between the F light and F 'centers from the temperature and the intensity of the illumination light depends. The equilibrium F-center concentration always remains greater for illumination with weak F light than for lighting with strong F light. Information written into a crystal by a powerful beam of light is not destroyed by prolonged reading with a weak F light beam, although the signal-to-noise ratio becomes lower as the F-center concentration is repeated
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Zyklen kleiner wird.Cycles gets smaller.
Der Hauptnachteil eines Informationsspeichers vom oben beschriebenen Typ besteht in der Notwendigkeit, den Kristall auf einer konstanten Temperatur (sogar bei wiederholter Belichtung mit Lichtbündeln) zu halten, und darin, daß ein durch wiederholtes Belichten mit "Lese"-Licht hervorgerufenes Bleichen oft nicht beseitigt werden kann.The main disadvantage of an information store from the one described above Type consists in the need to keep the crystal at a constant temperature (even with repeated exposure with light bundles), and in that one caused by repeated exposure to "reading" light Bleaching often cannot be eliminated.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß für Temperaturen von etwa 8O0K ein gefärbter Kristall von KCl mit P-Zentren einen Quantenwirkungsgrad (Quantenausbeute) von etwa 2 für den photochemischen F'-in-F-Konversionsprozeß und einen sehr kleinen Quantenwirkungsgrad für den photochemischen F-in-Ff-Konversionsprozeß mit sich bringt. Wenn jedoch ein starkes elektrisches Feld an den Kaliumchloridkristall angelegt wird, wenn das F-Licht den Kristall bescheint, wird der Kristall gebleicht (d.h. er wird stärker transparent für F-Licht sogar bei niedrigen Temperaturen). Ein wirksames optisches Bleichen ist äquivalent einem hohen Quantenwirkungsgrad für den photochemischen F-in-F1-Konversionsprozeß. Die Wirkungen eines starken elektrischen Feldes und eines Temperaturanstiegs sind ähnlich, und das elektrische Feld verschiebt stark die Quantenausbeutenkurve für den photochemischen F-in-F'-Konversionsprozeß gemäß Fig. 1 entlang der Temperaturachse zu niedrigeren Temperaturen. Dies ist der Fall, da eine thermische Ionisation von Elektronen aus dem angeregten Zustand eines F-Zentrums bei niedrigen Temperaturen von dem angelegten elektrischen Feld unterstützt wird.From Fig. 1 it can be seen that for temperatures of about 8O 0 K a colored crystal of KCl with P centers a quantum efficiency (quantum yield) of about 2 for the photochemical F'-in-F conversion process and a very small quantum efficiency for the brings photochemical F-in-F f conversion process with it. However, if a strong electric field is applied to the potassium chloride crystal when the F light shines on the crystal, the crystal will be bleached (ie, it will become more transparent to F light even at low temperatures). Effective optical bleaching is equivalent to high quantum efficiency for the F-to-F 1 photochemical conversion process. The effects of a strong electric field and a temperature rise are similar, and the electric field greatly shifts the quantum yield curve for the F-to-F 'photochemical conversion process of FIG. 1 along the temperature axis to lower temperatures. This is the case because thermal ionization of electrons from the excited state of an F-center at low temperatures is supported by the applied electric field.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Informationsspeichers. Ein Kristall 1 aus Kaliumchlorid (hergestellt wie weiter unten beschrieben)Fig. 2 shows a cross section through an embodiment of the information memory according to the invention. A crystal 1 from potassium chloride (prepared as described below)
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ist in einer Kammer 3 montiert, die auf Temperaturen unter 100 K gekühlt werden kann. Eine übliche Elektrode 5 und eine übliche Elektrode 7 sind am Kristall 1 an entgegengesetzten Flächen des Kristalls 1 befestigt. (Die Elektroden 5, 7 können dünne transparente Filme sein, z.B. aus Zinnoxyd, wie in Fig. 2 gezeigt ist, oder sie können wahlweise ein feinmaschiges Goldnetz sein.) Die Elektroden 5 und 7 sind an einer Einrichtung 9 zum Anlegen von Spannungen zwischen der Elektrode 5 und der Elektrode 7 angeschlossen. Ein Argonlaser 11 ist so angeordnet, daß ein Laserbündel 1J5 von ihm auf den Kristall 1 auffallen kann. Ein Helium/Neon-Laser 15 ist so angeordnet, daß ein Laserbündel 17 von ihm auf den Kristall 1 auffallen kann. (Das Laserbündel 17 ist in Fig. 1 in Strichlinie gezeigt, da es nicht gleichzeitig mit dem Laserbündel 15 auftritt.') Zwischen den Lasern 11 und 15 und dem Kristall 1 befindet sich ein herkömmliches Laserablenksystem 19 (z.B. eine Folge von elektrooptischen Schaltern, auf die doppelbrechende Kristalle oder Wollaston-Prismen folgen), das verwendet werden kann, um das Laserbündel 13 und das Laserbündel 17 auf irgendeinen Punkt auf dem Kristall 1 zu lenken. Ein Detektor 21 befindet sich an der von den Lasern 11 und 15 abgewandten Seite des Kristalls 1 so, daß er dem Laser 11 und dem Laser 15 gegenüberliegt. is mounted in a chamber 3, the temperatures below 100 K can be cooled. A common electrode 5 and a common electrode 7 are on opposite sides of the crystal 1 Faces of the crystal 1 attached. (The electrodes 5, 7 can be thin transparent films, e.g. made of tin oxide, such as is shown in Fig. 2, or they can optionally be a fine mesh gold net.) The electrodes 5 and 7 are on one Device 9 for applying voltages between the electrode 5 and the electrode 7 is connected. An argon laser 11 is so arranged that a laser beam 1J5 can strike the crystal 1 from it. A helium / neon laser 15 is arranged so that a laser beam 17 falls from him on the crystal 1 can. (The laser beam 17 is shown in phantom in Fig. 1 because it does not occur simultaneously with the laser beam 15. ') Between a conventional laser deflection system 19 (e.g. a series of electro-optic switches followed by birefringent crystals or Wollaston prisms) that can be used around the laser beam 13 and the laser beam 17 on any one Point on the crystal 1 to direct. A detector 21 is located on the side facing away from the lasers 11 and 15 Crystal 1 so that it faces the laser 11 and the laser 15.
Der Kristall 1 wird anfangs präpariert durch Züchten eines Kaliumchloridkristalls in üblicher Weise (z.B. durch Ziehen aus der Schmelze) und Wärmebehandlung mit Kaliummetalldampf in einer herkömmlichen Vorrichtung. Dies erzeugt die "Zusatzfärbung" oder F-Zentren. Der Kristall wird dann so behandelt (z.B. durch Spalten), um ihm eine Dicke von etwa 100 /um bis 400 /um zu geben, und in Dunkelheit wärmebehandelt, um zu gewährleisten, daß nur einfache F-Zentren enthalten sind und ' nicht sog. "AggregatZentren" (die F'-Zentren und M-Zentren einschließen, die aus zwei F-Zentren bestehen).The crystal 1 is initially prepared by growing one Potassium chloride crystal in the usual way (e.g. by pulling from the melt) and heat treatment with potassium metal vapor in a conventional device. This creates the "extra staining" or F-centers. The crystal is then treated like this (e.g. by splitting) to give it a thickness of about 100 / µm to 400 / to give, and heat-treated in the dark to ensure that only simple F centers are included and ' not so-called "aggregate centers" (the F 'centers and M centers that consist of two F-Centers).
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Information wird in den Kristall 1 im Speicher von Fig. 2 eingespeichert, indem das Laserbündel 13 auf den Kristall 1 durch das Ablenksystem 19 abgelenkt wird. Ein Argonlaser enthält eine Emissionslinie bei 51^*5 nm und damit im F-Band für KCl. Während des Schreibens wird ein elektrisches Feld zwischen der Elektrode 5 und der Elektrode 7 angelegt. Die Beleuchtung des Kristalls 1 durch das Laserbündel13 bewirkt, daß ein photochemischer F- in-F1-Konversionsprozeß in den Bereichen stattfindet, wo das Läserbündel 13 auf den Kristall 1 trifft. Information kann in Form einer Serie von Punkten in ausgewählten Bereichen geschrieben werden, die eine Figur, einen Buchstaben oder eine Zahl oder mehrere Figuren, Buchstaben oder Zahlen darstellen, oder als eine Folge von Punkten, die einen "l"-Zustand darstellen, mit Gebieten, wo keine Punkte existieren, die einen "O"-Zustand darstellen, oder in Form von Laserhologrammen oder in irgendeiner anderen geeigneten Weise.Information is stored in the crystal 1 in the memory of FIG. 2 in that the laser beam 13 is deflected onto the crystal 1 by the deflection system 19. An argon laser contains an emission line at 51 ^ * 5 nm and thus in the F-band for KCl. An electric field is applied between the electrode 5 and the electrode 7 during writing. The illumination of the crystal 1 by the laser beam 13 causes a photochemical F to F 1 conversion process to take place in the areas where the laser beam 13 hits the crystal 1. Information can be written in the form of a series of dots in selected areas that represent a figure, letter or number or multiple figures, letters or numbers, or as a series of dots that represent an "1" state with areas where there are no dots representing an "O" state, or in the form of laser holograms, or in any other suitable manner.
Information im Kristall 1 kann gelesen werden durch Abtasten des Kristalls 1 mit dem Laserbündel 13, ohne daß jedoch ein elektrisches Feld zwischen der Elektrode 5 und der Elektrode 7 angelegt ist. In den Bereichen, wo Information gespeichert ist, ist die Absorption von F-Licht klein im Vergleich zu der in anderen Teilen des Kristalls 1 (da in den informationsspeichernden Bereichen viele F-Zentren in F'-Zentren umgewandelt worden sind). Daher werden die Bereiche, wo Information gespeichert ist, durch den Detektor 21 erfaßt, da ein erhöhter Durchtritt des Laserbündels 13 durch diese Bereiche erfolgt und vom Detektor 21 erfaßt wird.Information in crystal 1 can be read by scanning the Crystal 1 with the laser beam 13, but without an electric field being applied between the electrode 5 and the electrode 7 is. In the areas where information is stored, the absorption of F light is small compared to that in other parts of the crystal 1 (since many F-centers are converted into F'-centers in the information-storing areas have been). Therefore, the areas where information is stored are detected by the detector 21 as an increased one The laser beam 13 passes through these areas and is detected by the detector 21.
Das Löschen wird mittels des Laserbündels 17 mit Hilfe des Ablenksystems 19 vorgenommen, jedoch ohne Verwendung eines elektrischen Felds, das zwischen der Elektrode 3 und derThe erasure is carried out by means of the laser beam 17 with the aid of the deflection system 19, but without using one electric field between the electrode 3 and the
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Elektrode 5 angelegt ist. Ein Helium/Neon-Laser enthält eine Emissionslinie-im P'-Band für KCl. Daher verursacht das Laserbündel 17 den photochemischen P1- in-P-Konversionsprozeß, und die P'-Zentren, die durch das Schreibverfähren unter Benutzung des Laserbündels 13 erzeugt worden waren, werden zurück in P-Zentren durch das Laserbündel 17 umgewandelt. Der Kristall 1 kann dann erneut einem Schreibverfahren unterzogen werden.Electrode 5 is applied. A helium / neon laser contains an emission line - in the P 'band for KCl. Therefore, the laser beam 17 causes the P 1 to P photochemical conversion process, and the P 'centers generated by the writing process using the laser beam 13 are converted back to P centers by the laser beam 17. The crystal 1 can then be subjected to a writing process again.
Die Temperatur innerhalb der Kammer 3 ist üblicherweise die von flüssigem Stickstoff (77°K). Die Stärke des elektrischen Felds, das zwischen der Elektrode 5 und der Elektrode 7 angelegt wird, wird anfangs eingestellt und von Zeit zu Zeit während des Betriebs justiert, um die Kurve für den photochemischen P- in-F1-Konversionsprozeß (Fig. 1) an den geeigneten Punkt auf der Temperaturskala zu bringen. Normalerweise wird die elektrische Feldstärke etwa 2 · 10-5 V/cm betragen. Die Richtung des elektrischen Felds im Kristall 1 ist nicht kritisch in bezug auf den Betrieb des Informationsspeichers. The temperature inside the chamber 3 is usually that of liquid nitrogen (77 ° K). The strength of the electric field that is applied between the electrode 5 and the electrode 7 is initially set and adjusted from time to time during operation in order to create the curve for the photochemical P to F 1 conversion process (FIG. 1). to the appropriate point on the temperature scale. Normally, the electric field intensity is about / 2 · 10- be 5 V cm. The direction of the electric field in the crystal 1 is not critical with regard to the operation of the information memory.
Die Intensität des Lesebündels, das das Laserbündel 13 im Informationsspeicher von Fig. 2 ist, ist nicht groß, da die Stärke des angelegten elektrischen Felds (und damit die photochemische P- in-F'-Konversionskurve) justierbar ist.The intensity of the reading beam that the laser beam 13 im 2 is not large, since the strength of the applied electric field (and thus the photochemical P-in-F 'conversion curve) is adjustable.
Im Bedarfsfall kann ein Ablenksystem, das vom Ablenksystem 19 getrennt ist, zum Ablenken des Laserbündels 17 benutzt werden.If necessary, a deflection system can be used by the deflection system 19 is separated, can be used to deflect the laser beam 17.
Anstelle des Detektors 21 kann eine Anordnung von üblichen Detektoren vorgesehen sein.Instead of the detector 21, an arrangement of conventional detectors can be provided.
Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Laserbündel 17 benutzt werden, um Information zuIn a modified embodiment of the invention, the laser beam 17 can be used to provide information
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schreiben,und das Laserbündel 1;5, bei Unterstützung durch
die Stärke des angelegten elektrischen Felds, kann benutzt werden, um Information in einer Weise ähnlich der oben
beschriebenen zu löschen. (Das Laserbündel 17 wird wiederum benutzt, jedoch ohne das elektrische Feld, um Information
zu lesen.)write, and the laser beam 1; 5, assisted by the strength of the applied electric field, can be used to capture information in a manner similar to that above
described to delete. (The laser beam 17 is again used, but without the electric field, to read information.)
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GB (1) | GB1351812A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3135591A1 (en) * | 1981-09-09 | 1983-04-21 | Bogner, Udo, Dr., 8400 Regensburg | VOLTAGE-DEPENDENT OPTICAL COMPONENT, IN PARTICULAR WITH THE FUNCTION OF A VOLTAGE MEMORY AND FOR CONNECTING OR. COUPLING ELECTRICAL AND / OR ELECTRONIC PARTS OF SYSTEMS TOGETHER |
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1972
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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GB1351812A (en) | 1974-05-01 |
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