DE2224350C3

DE2224350C3 - Anordnung zum Auslesen von holografisch gespeicherten Informationen

Info

Publication number: DE2224350C3
Application number: DE2224350A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Graf; Manfred Dr. Lang
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-05-18
Filing date: 1972-05-18
Publication date: 1975-01-09
Also published as: IT1044234B; BE799755A; US3832565A; DE2224350B2; DE2224350A1; LU67607A1

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Auslesen von holografisch gespeicherten Informationen, bestehend aus einer Beleuchtungsquelle, einem Speichermedium mit in Form von Unterhologrammen gespeicherten Informationen und einer Detektormatrix.

In der Datenverarbeitung entwickelt sich ein ständig steigender Bedarf an Großspeichern. Infolge der hohen Dichte der im Querschnitt eines Lichtbündels Unterzubringenden Informationen erscheinen optische Speicher besonders interessant.

Wird kohärentes Licht räumlich moduliert, so kann man die durch diese Lichtwelle transportierten Informationen holografisch speichern. In diesem Fall läßt sich jeder Raumfrequenz, d. h. jedem Interfre-C|uenzstreifensystem, eine Einheit binärer Information, ein bit, zuordnen. Sein Vorhandensein entspricht der binären 1, sein Fehlen der binären 0.

Jedem bit entspricht ein Punkt auf einer Gegenstandsoberfläche, dessen zugehöriges Interferenzfeld 6uf einer der ganzen Hologrammfläche gleichmäßig {;espeichert wird. Die Punkte werden dabei als Raster m Raum angeordnet. Wird so ein Punkteraster von tier Hologrammfläche abgewandten Seite kohärent beleuchtet, so werden die binären Zahlen parallel in das Hologramm ringeschrieben.

Für jedes bit der parallel auszulesenden Informationen ist nun ein eigener Fotodetektor nötig. Bei begrenzten) technischen Aufwand ist es ausgeschlossen, den gesamten Inhalt eines Großspeichers parallel auszugeben. Man kann jedoch die Speicherfläche in kleine Unterhologramme einteilen, deren Kapazität einem parallel auslesbaren Bruchteil der Gesamtkapazität entspricht Und üblicherweise in der Größenordnung ΙΟ³ bis 10^s bit liegt. Beim Lesen wird jeweils nur ein Unterhologramm rekonstruiert, indem grarams.

Um eine holografische Speicherplatte mit Unte.,hologrammen belegen zu können, muß der Beleuchtungsstrahl jeweils auf den Ort der Speicherplatte gerichtet werden, an dem ein Unterhologramm eingeschrieben werden soll (siehe beispielsweise unsere ältere Anmeldung P 21 30 753.3). Die Strahlführung erfolgt beispielsweise durch Verschieben der Linsenoptik in ihrer Ebene. Die von der Praxis geforderten hohen Speicherdichten bedingen große Büdraumwinkel der Linsenoptik. Dem öffnungsver'-a!' ■>]■ und dem Bildkreisdurchmesser der Linsenoptik sind jedoch Grenzen gesetzt, die die Speicherkapazität der Hologrammplatte beschränken, so daß die erreichbare Gesamtkapazität mit einer derartigen Anordnung auf einige 10⁷ bit beschränkt ist.

Die geometrischen Abmessungen der Detektormutrix sind mit der Gesamtkapazität des Datenträgers eines Holografiespeiche* gekoppelt. Eine Detektormatrix hat — wie ein Mikroskop oder Auge auch — ein begrenztes Gesichtsfeld. Das hat zur Folge, daß man große Gesamtkapazitäten nur dann erreicht, wenn man sowohl die Speicherfläche als auch die Fläche der Detektormatrix groß macht. So ist z. B. zum Auslesen eines geometrisch optimierten ebenen 10¹⁰bit-Speichers bei Verwendung der roten He-Ne-Laserlichtwellenlänge und unter Einhaltung technisch sinnvoller Sicherheitsabstände zwischen den rekonstruierten Lichtpunkten eine quadratische Detektormatrix von etwa 1 m Diagon-ilausdehnung erforderlich.

Solange man aber den Beleuchtungsstrahl mit Hilfe klassisch optischer Bauteile wie Linsen und Spiegel führt, ist man bemüht, mit möglichst kleinen integrierten Detektormatrizen zu arbeiten. Die Datenmasken des Holografiespeichers stimmen nämlich in ihren geometrischen Abmessungen mit der Detektormatrix überein und müssen beim Einschreibvorgang von einem Objektstrahl beleuchtet werden, der auf die einzelnen Unterhologrammpositionen geschwenkt und fokussiert wird.

Zur Erhöhung der Speicherkapazität wird in unserer Anmeldung vom gleichen Tag vorgeschlagen, daß das Speichermedium gekrümmt ist, um so das Gesichtsfeld einer vorgegebenen ebenen Detektormatrix zu erhöhen.

Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, mit der die Speicherkapazität eines derartigen holografischen Speichers weiter erhöht werden kann.

Ausgehend von einer Anordnung zum Auslesen von holografisch gespeicherten Informationen der eingangs beschriebenen Art wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß die Detektormatrix aus mehreren Detektormatrizen derart zusammengesetzt ist, daß jede Detektormatrize einer Teilfläche des Speichermediums zugeordnet ist und daß korrespondierende Detektoren der einzelnen Detektormatrizen über eine gemeinsame Leitung zusammengeschaltet sind.

Vorzugsweise weisen die einzelnen Detektormatri- «n eine Polyederform 8Wf. ,,«··■

Besonders günstig ist es, wenn die polyederformi-•en Detektormatrizen zu einer polyederförmigen Detektormatrix angeordnet sind.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestellen die Detektormatrizen aus Fünfecken und die Detektormatrix aus einem halben Dodekaeder,

Im folgenden soll die Erfindung an Hand der Figuren näher erläutert werden. Es zeigt ">

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer einzelnen Detektormatrize,

Fig.2 ein Ausführurigsbeispiel einer zusammengesetzten Detektormatrix und

Fig.3 eine schetnatische Anordnung zum Auslesen von holografisch gespeicherten Informationen mit gekrümmter Spmcherfläche.

Detektormatrizen vorgegebener Abmessung für holografische Datenspeicher können keine beliebig große Speicherfläche auslesen, da jede Detektorma- ao trize nur ein begrenztes Gesichtsfeld aufweist. Es wurde nun gefunden, daß man die Speicherkapazität, die im schnellen wahlfreien Zugriff zugängig ist, vergrößern kann, wenn man mit mehreren Detektormatrizen arbeitet. Jede Detektormatrize ist dabei einem in ihrem Gesichtsfeld liegenden Teilgebiet einer größeren Speicherfläche zuzuordnen.

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer einzelnen Detektormatrize 1, die die Form eines regelmäßigen Fünfecks aufweist. Diese Form weist den besonderen Vorteil auf, daß sich die einzelnen Detektormatrizen besonders günstig zu Polyederanordnungen zusammenbauen lassen, wie es beispielsweise in der F i g. 2 dargestellt ist, die ein halbes Dodekaeder daistellt, das aus einer Vielzahl von fünfeckigen Detektormatrizen 1 zusammengebaut ist.

Diese Dodekaederanordnung ist besonders günstig, wenn die Detektoranordnung zum Auslesen einer gekrümmten Speicherfläche verwendet wird, wie es in der F i g. 3 dargestellt ist. Mit 2 ist hier die gekrümmte Speicherfläche bezeichnet und mit 3 die halbe Dodekaederanordnung. Das Gesichtsfeld der gesamten Detektormatrix wird dadurch vergrößert, daß sich die zu den einzelnen Detektormatrizen gehörenden Gesichtsfelder addieren. Zur elektronischen Datenweiterleitung werden korrespondierende Detektoren der einzelnen Detektormatrizen zusammengeschaltet. Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel ist das zugehörige Gesichtsfeld größer als ISO". Ein derartiges halbes , Jodekaeder, das aus sechs fünfeckigen Detektormatrizjn mit jeweils 10 cm Umkreis aufgebaut ist, kann bei einer Laserwcücruänge von λ = 3,66 · 10-⁵cm etwa 4 · 10° bit auslesen. Der Mittelpunkt des halben Dodekaeders kann dabei vor, im oder hinter dem Krümmungsmittelpunkt der gekrümmten Speicherfläche angeordnet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Auslesen von holografisch gespeicherten Informationen, bestehend aus einer Beleuchtungsquelle, einem Speichermedium mit

in Form von Unterhologrammen gespeicherten Informationen und einer Detektormatrix, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektormatrix aus mehreren Detektormatrizen derart zusammengesetzt ist, daß jede Detektormatrize einer Teilfläche des Speichermediums zugeordnet ist und daß korrespondierende Detektoren der einzelnen Detektormatrizen über eine gemeinsame Leitung zusammengeschaltet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Detektormatrizen Polyederform aufweisen.

3. Anordnung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die polyederförmigen »o Detektormatrizen xa einer polyederförmigen Detektormatrix angeordnet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektormatrizen aus Fünfecken bestehen und die Detektormatrix aus as einem halben Dodekaeder besteht.

es durch einen Wiedergabastrahl vom Querschnitt der Fläche eines Unterhologramms beleuchtet wird. Der Strahl wird dabei mit einer Ablenkeinheit über die Speicherfläche geführt.

Die Speicherkapazität ist das Produkt aus der Zahl der Unterhologramme — sie bestimmt die Zahl der durch die Ablenkeinheit unterscheidbaren Strahlrich- und der Kapazität eines Unterholo-