DE2631632A1

DE2631632A1 - Optische anordnung zur speicherung und selektiven loeschung von daten

Info

Publication number: DE2631632A1
Application number: DE19762631632
Authority: DE
Inventors: Jean Pierre Huignard; Francois Micheron
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1975-07-17
Filing date: 1976-07-14
Publication date: 1977-02-17
Also published as: US4124268A; FR2318484A1; GB1553598A; JPS5212850A; FR2318484B1

Description

Optische Anordnung zur Speicherung und selektiven: Löschmiirtg von

■ Daten·

Die Erfindung betrifft optische Anordnungen; zur Speicherung und selektiven Löschung van Daten, bei welchen von eiiner· Aufzeichnung· hoher Dichte Gebrauch, gemacht wird»

In den Anordnungen, in welchen eine optische Speicherung, efurchi Hologramme dreidimensional erfolgt» ist es möglich, eine sehr· große Datenspeicherungsdichte zu erzielen, indem der Bragg /"sehe Winkelselektivitätseffekt ausgenutzt wird, durch den es möglich ist, in ein und derselben Zone des Speichermaterials eine große

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Anzahl von Unterhologrammen zu überlagern.

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Einrichtung zur Speicherung und selektiven Löschung von Daten in einer fotoleitenden und elektrooptischen Aufeeichnungsplatte, die eine symmetrische elektrooptische Kennlinie hat, mit optischen Einrichtungen, .welche während d&v Einschreibphase die Fotoanregung einer Zone der- Platte durch einen Interferenzstreifenraster und während der· Lesephase di& Beleuchtung dieser Zone mit einem Bündel monochromatischen Lichtes bewirken, und mit Polarisationseinrichtungen, die während der Einschreibphase im Innern der Platte ein elektrisches Feld aufbauen.

Damit bei dem Löschen einer Zone nicht sämtliche Daten, die nicht gelöscht werden-sollten, wieder eingeschrieben werden müssen» ist es erforderlich, allein die gewünschte Zone selektiv zu löschen. Eine bekannte Technik des selektiven Löschens besteht darin, Brechungsindexäncferungen, di& zu den zu löschenden komplementär sind, mit Hilfe eines Beleuchtungssignals aufzuzeichnen, das gegenüber dem ersten phasenverschoben ist, wobei die zuvor dunklen Zonen dann beleuchtet sind, während die zuvor beleuchteten Zonen dunkel sind.

Diese Technik erfordert _s daß in dem Strahlengang des Objektbündels odsr _a-_es Referenzböndels der optischen Speicheranordnung ein elektrooptischen Modulator angeordnet wird, der in der Lage ist_s dieses Bündel bei dem Einschreiben ohne Phasenverschiebung und bei dem Löschen mit einer Phasenverschiebung von ir durchzulassen „

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Durch die Erfindung soll eine einfachere optische Anordnung zur Speicherung und selektiven Löschung geschaffen werden,die mit elektrooptischen und fotoleitenden Spei chermaterialien mit symmetrischer elektrooptischer Kennlinie benutzbar ist. . .

Gemäß der Erfindung ist die optische Anordnung zur Speicherung und selektiven Löschung von Daten so aufgebaut, daß für die selektive Löschung die Zone durch den gleichen Interferenzstreifenraster lichtelektrisch angeregt wird, wobei die Polarisationseinrichtungen im Innern des Materials ein elektrisches Feld aufbauen, das zu dem während der Einschreibphase aufgebauten Feld entgegengesetzt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 schematisch eine optische Anordnung nach

der Erfindung, und

Fig. 2 ■ Kurven zur Erläuterung der Betriebsweise

•der optischen Anordnung nach der Erfindung.

In Fig. 1 sind ein Laser 1, der eine Strahlung aussendet, von welcher allein die optische Achse gezeigt ist, und eine Platte 2

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dargestellt, die aus einem elektrooptischen und fotoleitenden Material besteht, das eine symmetrische elektrooptisch^ Kennlinie hat und in Abhängigkeit von dem elektrischen Feld doppelbrechend ist. Diese Platte 2 kann mit Hilfe von zwei Elektroden 3 und 4 vorgespannt werden, die mit den beiden Klemmen eines Umschalters 5 mit zwei Stellungen verbunden sind, dessen Eingangsklemmen mit einer äußeren Spannungsquelle 6 verbunden sind. Die beiden Stellungen sind in Fig. 1 mit ausgezogenen bzw. gestrichelten Linien dargestellt. Die erste Stellung entspricht einem in dem Material aufgebauten und mit +E bezeichne-

^ ο

ten Feld, während die zweite Position einem mit -E bezeichneten

Feld entspricht.

Die von dem Laser 1 ausgesandte Strahlung wird durch eine halbreflektierende dünne Platte oder Schicht 7 in ein Objektbündel und ein Referenzbündel aufgeteilt/ wobei das Objekt bündel die Objektebene 8 beleuchtet.

Das Referenzbündel wird durch einen Spiegel 9 reflektiert und dann mittels eines Ablenkers 11 auf die Einschreibzone 10 gerichtet. Das Objektbündel und das Referenzbündel interferieren in der Einschreibzone 10 und erzeugen eine räumliche Beleuchtungsverteilung, die bei der folgenden Erläuterung als sinusförmig angenommen wird.

Wenn das für die holographische Aufzeichnung benutzte Material ein elektrooptisches Material ist, verursacht ein an den Anschlüssen

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des Materials aufgebautes Feld Eeine Brechungsindexänderung Δη dieses Materials.

" —%■ Die Kennlinie, die die Brechungsindexänderung Δη mit dem Feld E

verknüpft, ändert sich mit den Materialien.

Die Materialien, die für die Durchführung der Erfindung benutzt werden können, haben eine symmetrische elektrooptische Kennlinie, wobei zwei entgegengesetzte Felder +E und -E Brechungsindexänderungen mit derselben Amplitude und mit derselben Richtung verursachen.

Als Beispiel ist in Fig. 2 eine quadratische Kennlinie dargestellt.

Außerdem ist das Material fotoleitend. Das heißt, daß unter der Einwirkung einer räumlichen Beleuchtungsverteilung, wie sie an der Stelle (a) in Fig. 2 dargestellt ist: I = I - I sin fc x, wobei I die durch die' Zone empfangene Beleuchtung und I die Amplitude m ο

der Beleuchtungsänderung ist, eine räumliche Änderung des Raum—

ladungsfeldes E. = E . sin k χ in dem Material um einen Mittel— -*-

wert E - E des Feldes erzeugt wird, der eine Funktion

os

des an das Material angelegten äußeren Feldes E und eines Feldes

E ist,- von welchem angenommen wird, daß es von dem Randeffekt der beleuchteten Zone herrührt, wobei E dem angelegten Feld E entgegenzuwirken bestrebt ist. Die räumliche Änderung des Raumladungsfeldes ist bestrebt, in den beleuchteten Zonen dem angelegten Feld entgegenzuwirken, wie es die Kurven (ja}

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und (b) von Fig. 2 zeigen. - .

Diese Feldverteilung erzeugt somit durch elektrooptischen Effekt eine räumliche Brechungsindexänderung in dem Material in der durch die Kurve (c) dargestellten Weise.

Die Erfahrung zeigt, daß durch Umkehrung der Richtung des an das Material mittels des Umschalters 5 angelegten äußeren Feldes E und durch Beleuchtung der zu löschenden Zone mit dem gleichen Raster wie bei der Einschreibung die bei der ersten Einschreibung hervorgerufene Brechungsindexänderung aufgehoben wird.

Diese Erscheinung läßt sich folgendermaßen erklären: wenn das angelegte Feld mittels des Umschalters 5 umgekehrt wird, erfolgt die Raumladungsfeldänderung um den Wert —E — E - Das ι ist in dem Diagramm QS) von Fig. 2 durch die Kurve C. dargestellt.

Unabhängig von diesem ersten Einschreibvorgang wird, wenn das Material dem Feld —E mit derselben räumlichen Beleuchtungs— verteilung wie bei dem ersten Einschreibvorgang ausgesetzt ist, eine räumliche Änderung des Raumladungsfeldes mit derselben Amplitude E , wenn die Leistung des Lasers und die Belichtungszeit dieselben sind, um den Wert -E -f- E hervorgerufen, da das Feld aufgrund des Randeffektes eine Richtung hat, die der des angelegten Feldes entgegengesetzt ist. Das in den beleuchteten Zonen

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erzeugte Raumladungsfeld, das bestrebt ist, dem Feld -E entgegenzuwirken, ist weniger negativ als das in den dunklen Zonen erzeugte Feld. Dieses Raumladungsfeld ist in dem Diagramm (d) durch die Kurve C dargestellt. Im ganzen ist die erste Einschreibung, bezogen auf den Wert -E - "Ε: , ^- E - E + E . sin k χ (1)j die zweite Einschreibung, die der ersten überlagert wird, erzeugt ein Feld E , welches das Glied — E des Ausdruckes (1) kompensiert ,und ein Raumladungs-

feld -E , sin k x, das das Glied E , sin k χ kompensiert. Wenn ch ch

die Verteilung des Lichtes, die Belichtungszeit und die Leistung des Lasers während der Einschreibung bei dem Feld E und während der Löschung bei dem Feld -E die gleichen sind, wird auf diese Weise die erste Feldverteilung durch die zweite kompensiert und das Feld ist konstant und gleich -E bis zum Ende dieser beiden Operationen. Die durch die erste. Einschreibung hervorgerufene Brechungsindexänderung ward somit durch die zweite aufgehoben. Nach dem Abschalten des Feldes in dem Material nimmt der Brechungsindex wieder seinen vorherigen Wert an.

Die Materialien, die zur Herstellung der Aufzeichnungsplatte benutzt werden können, können unpolare ferroelektrisch^ Keramiken^ PLZT^ sein, deren Kennlinie quadratisch ist, oder Materialien, wie beispielsweise SBN und KTN, die in gewissen Zusammensetzungen ebenfalls quadratische Kennlinien besitzen.

Es ist außerdem möglich, fotoleitende Filme zu verwenden, denen elektrooptisch^ Materialien des Typs KDP zugeordnet sind.

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Im Gegensatz zu den Anordnungen, die auf der durch interne lichtelektrische Anregung der Elektronen hervorgerufenen Brechungsindexänderung beruhen, können diese Anordnungen zweidimensional sind. Dagegen gestattet die Unabhängigkeit der verschiedenen Eigenschaften (elektrooptisch und fotoleitend) eine größere Auswahl unter den Materialien.

Die Löschung, die durch einfache Umschaltung des Feldes hervorgerufen wird, ermöglicht die Überwindung der Ungenauigkeiten, die sich in den Anordnungen zur selektiven Löschung bei der Steuerung der Phasenverschiebung von π eines der Bündel ergeben.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebene und dargestellte Ausführungsform. Insbesondere können die Materialien, die sowohl eine symmetrische elektrooptische Kennlinie als auch fotoleitende Eigenschaften aufweisen, zum Herstellen der Aufzeichnungsplatte benutzt werden.

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Claims

Patentansprüche :

1 . Optische Anordnung zur Speicherung und selektiven Löschung von Daten in einer fotoleitenden und elektrooptischen Aufzeichnungsplatte, die eine symmetrische elektrooptische Kennlinie hat, mit optischen Einrichtungen, die während der Einschreibphase die lichtelektrische Anregung einer Zone der Platte durch einen Interferenzstreifenraster und während der Lesephase die Beleuchtung der Zone mit einem Bündel monochromatischen Lichtes bewirken,-und mit Polarisationseinrichtungen zum Aufbauen eines elektrischen Feldes im Innern der Platte während der Einschreibphase, dadurch gekennzeichnet, daß für die selektive Löschung die Zone durch den gleichen Interferenzstreifenraster lichtelektrisch angeregt wird, wobei die Polarisationseinrichtungen im Innern des Materials ein elektrisches Feld aufbauen, das zu dem während der Einschreibphase aufgebauten Feld entgegengesetzt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationseinrichtungen wenigstens zwei auf der Platte angeordnete Elektroden, einen mit den Elektroden verbundenen elektrischen Generator und eine Vorrichtung zum Umkehren der Richtung des in der Platte aufgebauten elektrischen Feldes enthalten.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte aus einem unpolaren ferroelektrischen Material gebildet ist, dessen elektrooptische Kennlinie quadratisch ist.

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■Α. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte aus einer dünnen Schicht elektrooptischen Materials besteht, dem ein fotoleitendes Element zugeordnet ist.

5. Optischer Speicher, gekennzeichnet durch wenigstens eine optische Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

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