DE2363645A1 - Holographic recording system for electrical data signals - with optimum use of a linear input converter - Google Patents
Holographic recording system for electrical data signals - with optimum use of a linear input converterInfo
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Abstract
Description
Anordnung zur holografischen Aufzeichnung von in Form elektrischer Signale vorliegenden InformationenArrangement for the holographic recording of information in the form of electrical signals
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur parallelen holografischen Aufzeichnung von in Form elektrischer Signale vorliegenden Informationen, bestehend aus einer eine kohärente Objektwelle und eine kohärente Referenzwelle aussendenden Lichtquelle, einem linearen Eingabewandler, der das aufzuzeichnende elektrische Signal der Objektwelle aufmoduliert und einem lichtempfindlichen Speichermedium, auf dem die Informationen in Form von Hybrid-Hologrammen aufgezeichnet werden.The present invention relates to an arrangement for the parallel holographic recording of in form Electrical signals present information, consisting of a a coherent object wave and a A light source emitting a coherent reference wave, a linear input transducer that generates the electrical signal to be recorded Signal modulated on the object wave and a light-sensitive storage medium on which the information recorded in the form of hybrid holograms.
Zur Erzielung einer Invarianz gegen Translationen der rekonstruierten Bildpunkte senkrecht zur Speicherebene wurde bereits vorgeschlagen (s. unsere ältere Patentanmeldung P 23 16 120.8), daß astigmatische Referenz- und Objektwellen verwendet werden, deren Brennlinien parallel zur Speicherebene in einer zur Bewegungsrichtung des Speichermediums senkrechten Richtung gleichen Abstand vom eindimensionalen Hologramm haben. Die eindimensionalen Hologramme sind dabei in Vorschubrichtung des Speichermediums in verschiedenen Spuren übereinander aufgezeichnet.To achieve an invariance against translations of the reconstructed Image points perpendicular to the storage plane have already been proposed (see our earlier patent application P 23 16 120.8) that astigmatic reference and object waves are used whose focal lines are parallel to the storage plane in one to the direction of movement of the storage medium perpendicular direction have the same distance from the one-dimensional hologram. The one-dimensional holograms are recorded in different tracks one above the other in the feed direction of the storage medium.
Zum Auslesen der gespeicherten eindimensionalen Hologramme wird das Speichermedium an einer Referenzlichtquelle vorbeigeführt, die einen Lichtstrahl auf das Speichermedium richtet, und wobei der Strahlquerschnitt gleich der Größe der einzelnen Hologramme ist. Der Lichtstrahl ist dabei senkrecht zur Bandvorschubrichtung über das Speichermedium zu führen, um so dieFor reading out the stored one-dimensional holograms the storage medium is guided past a reference light source that directs a light beam onto the storage medium, and wherein the beam cross-section is equal to the size of the individual holograms. The light beam is perpendicular to the direction of tape feed over the storage medium so that the
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diversen Hologrammspuren abzutasten. Überdeckt dabei der Ausleselichtstrahl nicht genau das eindimensionale gespeicherte Hologramm, so tritt ein deutlicher Signalschwund ein, der sowohl auf einer durch Beugung bedingten Verbreiterung des optisch rekonstruierten Signals beruht, so daß weniger Energie für die auszulesende Information zur Verfugung steht.to scan various hologram tracks. In doing so, the reading light beam is covered if the one-dimensional stored hologram is not exactly the same, a clear signal fading occurs, the both on a diffraction-induced broadening of the optically reconstructed signal is based, so that less energy is available for the information to be read out.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur holografischen Aufzeichnung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der eine optimale Ausleuchtung des linearen Eingabewandlers ermöglicht wird, bei gleichzeitiger Verringerung der Justieranforderungen an den linearen Eingabewandler und die entsprechende Optik, so daß die Ausleseungenauigkeit beseitigt wird und mit der die zur Aufzeichnung erforderliche astigmatische Objektwelle besonders einfach erzeugt werden kann.The object of the present invention is to provide an arrangement for holographic recording of the type mentioned at the beginning, with which an optimal illumination of the linear input converter is made possible while reducing the Adjustment requirements for the linear input transducer and the corresponding optics, so that the readout inaccuracy is eliminated and with which the astigmatic object wave required for recording can be generated particularly easily.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß zwischen der Lichtquelle und dem linearen Eingabewandler eine erste Zylinderlinse im Abstand ihrer Brennweite vom linearen Eingabewandler derart angeordnet ist, daß die von ihr erzeugte Brennlinie mit dem linearen Eingabewandler koinzidiert und daß zwischen dem linearen Eingabewandler und dem Speichermedium eine zweite Zylinderlinse parallel zur ersten Zylinderlinse und in einem Abstand größer als ihre Brennweite vom linearen Eingabewandler angeordnet ist und daß zwischen der zweiten Zylinderlinse und dem Speichermedium eine sphärische Frontlinse in einem Abstand vom Speichermedium kleiner als ihre Brennweite angeordnet ist.To solve this problem, it is proposed that a first cylindrical lens be placed between the light source and the linear input transducer is arranged at the distance of its focal length from the linear input transducer in such a way that the focal line generated by it coincides with the linear input transducer and that between the linear input transducer and the storage medium a second Cylinder lens parallel to the first cylinder lens and at a distance greater than its focal length from the linear input converter is arranged and that between the second cylindrical lens and the storage medium, a spherical front lens at a distance from the storage medium is arranged smaller than its focal length.
Vorteilhafterweise wird die erste Zylinderlinse so bemessen, daß die Breite ihrer Brennlinie kleiner als die Breite des linearen Eingabewandlers ist und daß ihre Länge größer als die Länge des linearen Eingabewandlers ist.The first cylindrical lens is advantageously dimensioned so that the width of its focal line is smaller than the width of the linear input transducer and that its length is greater than the length of the linear input transducer.
Unter einem Hybrid-Hologramm versteht man in diesem Zu-In this context, a hybrid hologram is understood
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sammenhang ein Holograimn, das in einer Richtung Translations-Invarianz-Eigenschaften aufweist, nicht jedoch senkrecht zu dieser Richtung.context of a hologram which has translational invariance properties in one direction has, but not perpendicular to this direction.
Unter einem linearen Eingabewandler versteht man eine Reihe nebeneinander angeordneter transparenter Schaltzellen, die von dem unmodulierten kohärenten Lichtstrahl durchsetzt werden und die dem Lichtstrahl die zu speichernde Information aufmodulieren. Diese Modulation ist bei Verwendung eines bewegten Speichermediums vorzugsweise eine Pulsmodulation.A linear input transducer is a row of transparent switch cells arranged next to one another, the are penetrated by the unmodulated coherent light beam and which modulate the information to be stored onto the light beam. This modulation is when using a moving Storage medium preferably a pulse modulation.
Zur Erzeugung eindimensionaler Hologramme werden astigmatische. Ojbektwellen und Referenzwellen benötigt. Für die parallele Dateneingabe beim sequentiellen Datenspeicher kann man nun mittels eines eindimensionalen Fliegen-Linsen-Rasters eine Vielzahl von Strahlrichtungen erzeugen, die auf die einzelnen Schaltzellen des linearen Eingabewandlers treffen. Dabei muß jedoch eine genaue Justierung des Fliegen-Linsen-Rasters und des Eingabewandlers in x- und y-Richtung erfolgen.To generate one-dimensional holograms, astigmatic. Object waves and reference waves are required. For the parallel data entry with the sequential data storage one can now using a one-dimensional fly-lens grid a Generate a large number of beam directions that hit the individual switching cells of the linear input transducer. It must however, the fly lens grid and the input transducer are precisely adjusted in the x and y directions.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird nicht nur eine optimale Ausleuchtung des linearen Eingabewandlers erreicht, sondern gleichzeitig auch eine erheblich geringere Anforderung an die Justiergenauigkeit der zur Erzeugung der eindimensionalen Hologramme erforderlichen Optik. .With the arrangement according to the invention, not only is an optimal one Illumination of the linear input transducer achieved, but at the same time a considerably lower requirement on the Adjustment accuracy of the optics required to generate the one-dimensional holograms. .
Im folgenden wird die Erfindung aihand der Figuren näher erläutert.
Es zeigen:The invention is explained in more detail below with the aid of the figures.
Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung,Figure 1 is a schematic representation of the arrangement according to the invention,
Figur 2 einen linearen Eingabewandler und eine erzeugte Brennlinie undFigure 2 shows a linear input transducer and a generated focal line and
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Figur 3 eine zweite Version des Referenz strahlenganges.Figure 3 shows a second version of the reference beam path.
Bei der in Figur 1 gezeigten schematischen Anordnung gemäß der Erfindung ist mit 1 eine Lichtquelle bezeichnet, beispielsweise ein Laser, die einen kohärenten Lichtstrahl 2 aussendet« Mit 3 ist ein Strahlteiler bezeichnet, der den Lichtstrahl 2 in eine Objektwelle 4 und eine Referenzwelle 5 aufspaltet. Die unmodulierte Objektwelle 4 wird nun von einer ersten Zylinderlinse 7 auf den linearen Eingabewandler 8 fokussiert, d.h. die von der Zylinderlinse 7 erzeugte Brennlinie 13 (Figur 2) koinzidiert mit dem linearen Eingabewandler 8. Der Abstand der Zylinderlinse 7 vom linearen Eingabewandler 8 ist gleich ihrer Brennweite fy.In the schematic arrangement according to the invention shown in FIG. 1, 1 denotes a light source, for example a laser that emits a coherent beam of light 2 «With 3 a beam splitter is referred to, the Light beam 2 splits into an object wave 4 and a reference wave 5. The unmodulated object wave 4 is now from a first cylindrical lens 7 is focused on the linear input transducer 8, i.e. the one generated by the cylindrical lens 7 Focal line 13 (FIG. 2) coincides with the linear input transducer 8. The distance between the cylinder lens 7 and the linear one Input converter 8 is equal to its focal length fy.
Beim Durchsetzen des linearen Eingabewandlers 8 wird der Objektwelle 4 die einzuspeichernde Information aufgeprägt.When the linear input transducer 8 is enforced, the object wave 4 the information to be stored is impressed.
In einem Abstand fq+d> der etwas größer als ihre Brennweite fq ist, ist im Strahlengang eine zweite Zylinderlinse 9 parallel zur ersten Zylinderlinse 7 angeordnet. Die zweite Zylinderlinse 9 beleuchtet eine sphärische Frontlinse 10, die im Abstand ihrer Brennweite f,.Q von einem in Pfeilrichtung sich bewegenden Speichermedium 11 angeordnet ist, so daß auf dem Speichermedium ein eindimensionales Hybrid-Hologramm 12 erzeugt wird. Mit 6 ist ein Umlenkspiegel bezeichnet, der die vom Strahlteiler 3 ausgeblendete Referenzwelle 5 ebenfalls dem Speichermedium 11 zuführt. Dadurch, daß die Zylinderlinse 9 in einem Abstand fq+d vom linearen Eingabe— wandler angeordnet ist, der größer ist als ihre Brennweite fQ wird erreicht, daß die sphärische Frontlinse 10 mit einer schwach divergenten Zylinderwelle beleuchtet wird und eine astigmatische Welle erzeugt, deren Brennlinienbreite nur durch das Öffnungsverhältnis der sphärischen Frontlinse bestimmt wird.At a distance fq + d > which is somewhat greater than its focal length fq, a second cylinder lens 9 is arranged parallel to the first cylinder lens 7 in the beam path. The second cylinder lens 9 illuminates a spherical front lens 10 which is arranged at a distance of its focal length f, .Q from a storage medium 11 moving in the direction of the arrow, so that a one-dimensional hybrid hologram 12 is generated on the storage medium. A deflecting mirror is denoted by 6, which also feeds the reference wave 5 masked out by the beam splitter 3 to the storage medium 11. Because the cylindrical lens 9 is arranged at a distance fq + d from the linear input transducer which is greater than its focal length f Q , it is achieved that the spherical front lens 10 is illuminated with a weakly divergent cylindrical wave and generates an astigmatic wave Focal line width is only determined by the aperture ratio of the spherical front lens.
Der Abstand der beiden so erzeugten senkrechten aufeinander-The distance between the two perpendicular to each other created in this way
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stehenden Brennlinien 12 und 17 kann durch Wahl von d be- · stimmt werden.standing focal lines 12 and 17 can be determined by choosing d.
Die sphärische Linse 14 ist im Abstand ihrer Brennweite f , vom Speichermedium 11 angeordnet. Die Brennweite der Zylinderlinse 15 sowie ihr Abstand d.^ von der sphärischen Linse 14 wird so gewählt, daß die horizontale Brennlinie 16 spiegelsymmetrisch zur horizontalen Brennlinie 17 der Objektwelle bezüglich des Speichermediums 11 liegt.The spherical lens 14 is at the distance of its focal length f, arranged by the storage medium 11. The focal length of the cylinder lens 15 and its distance d. ^ From the spherical lens 14 is chosen so that the horizontal focal line 16 is mirror-symmetrical to the horizontal focal line 17 of the object wave with respect to the storage medium 11.
Wie in Figur 2 gezeigt sind die Abmessungen der Brennlinie im Vergleich zum linearen Eingabewandler 8 vorzugsweise so gewählt, daß die Breite der Brennlinie 13 kleiner als die Breite des linearen Eingabewandlers ist, während ihre Länge größer als die Länge des linearen Eingabewandlers 8 ist.As shown in Figure 2, the dimensions of the focal line compared to the linear input transducer 8 are preferably so chosen that the width of the focal line 13 is smaller than the width of the linear input transducer, while its length is greater than the length of the linear input transducer 8.
In Figur 3 ist eine andere Version des Referenzstrahlenganges dargestellt. Dabei wird die sphärische Linse 19 so justiert, daß die von ihr erzeugte horizontale Brennlinie 16 wieder spiegelsymmetrisch zu der horizontalen Brennlinie 17 der Objektwelle liegt.In Figure 3 is another version of the reference beam path shown. The spherical lens 19 is adjusted so that the horizontal focal line 16 generated by it again is mirror symmetrical to the horizontal focal line 17 of the object wave.
Brennweite und Abstand d Q der konkaven, vertikalen Zylinderlinse 18 von der sphärischen Linse 19 werden so gewählt, daß die vertikale Brennlinie in der Ebene des Speichermediums 11 liegt und dort zusammen mit der vertikalen Brennlinie der Objektwelle bei jedem Belichtungsimpuls ein Hybrid-Hologramm 12 erzeugt. · ' ■ ■ The focal length and distance d Q of the concave, vertical cylinder lens 18 from the spherical lens 19 are selected so that the vertical focal line lies in the plane of the storage medium 11 and there, together with the vertical focal line of the object wave, generates a hybrid hologram 12 with each exposure pulse. · '■ ■
Die erfindungsgemäße Anordnung hat den großen Vorteil, daß in x-Richtung keine exakte Justierung der Zylinderlinse 7 zum linearen Eingabewandler 8 erforderlich ist. In y-Richtung ist allein darauf zu achten, daß die Brennlinie 13 alle Schaltzellen, des linearen Eingabewandlers 8 trifft. . .The arrangement according to the invention has the great advantage that no exact adjustment of the cylindrical lens 7 to the linear input transducer 8 is required in the x-direction. Is in the y direction just make sure that the focal line 13 all switching cells, of the linear input converter 8 meets. . .
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Dadurchj daß der Abstand £q+cs der zweiten Zylinderlinse 9 vom linearen Eingabewandler 8 verschieden von ihrer Brennweite JTq gewählt wird, erreicht raan} daß die Zylinderlinse 9 zusammen mit der sphärischen Frontlinse 10 automatisch die zum Aufzeichnen von eindimensionalen Hologrammen notwendige astigmatische Welle erzeugt. Die astigmatische Distanz der so erzeugten astigmatisehen Welle hängt dabei von d ab.Dadurchj that the distance £ q + s c of the second cylinder lens 9 from the linear input converter 8 different from its focal length JTq is selected achieved raan} that the cylindrical lens 9 is automatically generated along with the spherical front lens 10, the necessary for recording one-dimensional holograms astigmatic wave. The astigmatic distance of the astigmatic wave generated in this way depends on d.
Die Zylinderlinsen 7 und 9 brauchen kein hohes Öffnungsverhältnis zu besitzen, da die Breite der Brennlinie 17 der astigmatischen Objektwelle, die die Speicherdichte letztlich bestimmt, allein von dem Öffnungsverhältnis der sphärischen Linse 10 abhängt.The cylinder lenses 7 and 9 do not need to have a high aperture ratio, since the width of the focal line 17 of the astigmatic object wave, which ultimately affects the storage density determined, depends solely on the aperture ratio of the spherical lens 10.
2 Patentansprüche2 claims
3 Figuren3 figures
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Claims (2)
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Publications (2)
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| DE2363645C2 DE2363645C2 (en) | 1982-10-21 |
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ID=5901444
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0574005A3 (en) * | 1992-06-12 | 1994-03-23 | Canon Kk |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2056025A1 (en) * | 1970-11-13 | 1972-05-25 | Siemens Ag | Method for storing information in the form of electrical signals |
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1973
- 1973-12-20 DE DE19732363645 patent/DE2363645C2/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2056025A1 (en) * | 1970-11-13 | 1972-05-25 | Siemens Ag | Method for storing information in the form of electrical signals |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ältere in Betracht gezogene Anmeldungen: DE-AS 22 03 246 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0574005A3 (en) * | 1992-06-12 | 1994-03-23 | Canon Kk |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2363645C2 (en) | 1982-10-21 |
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