DE2802594C2 - Verfahren zum zerstörungsfreien Auslesen eines holographischen Speichers - Google Patents

Verfahren zum zerstörungsfreien Auslesen eines holographischen Speichers

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DE2802594C2 DE2802594A DE2802594A DE2802594C2 DE 2802594 C2 DE2802594 C2 DE 2802594C2 DE 2802594 A DE2802594 A DE 2802594A DE 2802594 A DE2802594 A DE 2802594A DE 2802594 C2 DE2802594 C2 DE 2802594C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, wie es dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu entnehmen ist.
Das Bestreben in der Datenverarbeitungstechnik ist in zunehmendem Maße auf die Bereitstellung von Massenspeichern gerichtet, wobei die Zugriffszeiten aber noch in erträglichen Grenzen zu halten sind. Unter diesen Voraussetzungen ha! sich die Aufmerksamkeit aller Beteiligten schon seit langem auf optische Verfahren und Maßnahmen gerichtet, um eine entsprechende Realisierung näherzubringen. Insbesondere seit dem Aufkommen der Holographieverfahren sind in zunehmendem Maße Bestrebungen der eingangs genannten Art zu verzeichnen.
Ein bekanntes holographisches Speichcrvcrfahrcn stützt sich auf die Wirkung eines lichtbrechenden Speichermediumsmaterials, wie z. B. Lithiumniobat. Hierbei wird die Information optisch sowohl eingeschrieben als auch ausgelesen, indem die im Speichermediumsmaterial eingebrachten Brechzahländerungen abgefohlt werden. Vorrichtungen dieser Art sind entweder nicht-permanente Speicher, die nur innerhalb enger Grenzen anwendbar sind oder auch permanente bzw. Festspei :hcr. Festspeicher sind ohne weiteres löschbar oder nur als
ίο Ganzes unter bestimmten Voraussetzungen löschbar. Auch hierdurch ist die Anwendung derartiger Systeme stark eingeschränkt.
Bei einem anderen holographischen Speicher werden als Speichermediumsmaterial photochromische Materiälien angewendet, die verbreiterte Absorptionsbandenspektren und induzierte Bandspektren aufweisen, die spektral zueinander um einen beachtlichen Betrag auseinander liegen. Einzelheiten ergeben sich aus einem Artikel von W. J. Tomlinson, in »Applied Optics«, Bd. 14, Seiten 2456 ff. (1975). Hierdurch wird aber eine dreidimensionale Speicherung in ihrer Anwendung ausgeschlossen, da eine beachtliche Wellenlängenabweichung zwischen den Lichlwcllenlängen zum Schreiben und zum Lesen zu verzeichnen ist.
Es sind noch weitere Anordnungen zum Auslesen von Holographiespeichersyf*.cmen bekannt. Beispiele hierfür finden sich in den USA-Patentschriften 36 56 827 und 37 37 878. Hierbei werden radial angebrachte Photodetektoren verwendet. Bei einer gebräuchlichen Anwcndung wird das Speichermediumsmaterial in eine Salzart umgewandelt, um dann die Brechzahl in diesem Salz zu ermitteln.
In der US-PS 38 96 420 ist ein optisches Speichersystem beschrieben, bei dem neben den Raumdimensioncn noch die Frequenz als weitere Dimension zur Speicherung herangezogen wird, so daß sich hiermit die Speicherkapazität beträchtlich erhöhen läßt. Hierbei wird ein Speichermediummaterial verwendet, das sich photoinduzierter Reaktion bei äußerst starker Lichleinwirkung, wie Laserstrahlung, unter Hervorrufen ungleichartig verbreiteter Absorptionsbanden unterwerfen läßt. Als Speichcrmcdiummatcrial dient ein Kristall, der z. B. aus Chrom-dotiertem Rubin, Chrom-dotiertem Magnesium und dergleichen, bestehen kann. Die un-
Vy gleichartig verbreiterten Absorptionsbanden setzen sich jeweils aus einer Summe von gleichartig verbreiterten Absorptionslinien zusammen, so daß bei durch einfallenden Laserstrahl herbeigeführter frequenzselekti- \\Λ Sättigung zum Einschreiben des Speichermediums
so die Absorption an der jeweils betreffenden Stelle die Absorptionsbande, also eine Absorptionslinie, in Form einer gleichartig verbreiterten Frequenzliicke bis auf einen Restbetrag unterdrückt wird. Jeder so eingeschriebene Elementarbercich im Speichermedium läßt sich dann zum Auslesen mittels Lichtstrahlen entsprechender Frequenz abtasten.
Nachteilig hierbei ist, daß der eingeschriebene Krislall durch entsprechende Laserstrahlen dauernd angestrahlt werden muß, um hierin gespeicherte Informulion
bo immer wieder zu regenerieren. Die Lebensdauer eines an einer Spcichcrstcllc gespeicherten Bils ist nämlich ;in sich äußerst kurz und betragt nur 10 ■' s. Um einen derartigen Speicher zu betreiben, sind demgemäß drei verschiedene Laserstrahlen erforderlich, nämlich einer /um
ti5 Schreiben, einer zum Regenerieren und einer zum Lesen.
An anderer Stelle (DE-OS 28 03 101) ist eine ähnliche Speicheranordnung mit absorbierendem Sncichermedi-
um wie oben, allerdings unter Ausnutzen des photochromischen Effekts vorgeschlagen, so daß das Speichermediummaterial an betreffenden Stellen frequenzselektiv durch einen schreibenden Laserstrahl photochemisch ausbleichbar ist Damit aber durch den Abtastlaserstrahl beim Auslesen des Speichermediums keine Änderung der gespeicherten Information eintreten kann, wird zum Auslesen die Intensität des Abtastlaserstrahls gegenüber der des Schreiblaserstrahfs wesentlich herabgesetzt Die Speicherdauer dieser durch Photoinduktion eingegebenen Datenbits liegt in der Größenordnung von Jahren, so daß also hier im wahrsten Sinne des Wortes von einem Permanentspeicher gesprochen werden kann. Des weiteren wird die Anwendung eines derartigen vierdimensionalen Speichers in einem holographischen Speichersystem lediglich erwähnt, ohne jedoch näher auf eine Ausführungsform einzugehen. Es gilt jedoch zu bedenken, daß für dreidimensionale Speichersysteme verwendete Ausleseverfahren ohne weiteres aber nicht zur Anwendung auf holographische Speichersystems besonders geeignet sind.
Andererseits ist aus der Veröffentlichung: Reversible Photodimerization: A New Type of Photochromism von W. J. Tomlinson u. a. in der Zeitschrift »Applied Optics«, Bd. 11, Heft No. 3 vom März 1972 auf der Seite 533 bekannt, Absorptions-Hologramme in mit photochromischem Material beschichteten Photoplatten zu speichern, um sie dann unter Ausnutzen der Brechwert-Änderung in Spektralbereichen vernachlässigbarer Absorption auszulesen. Wenn auch zum Einschreiben und Auslesen derartiger Phasen-Hologram me rein aus Zweckmäßigkeitsgründen unterschiedliche Frequenzen von Abtast-Laserstrahlen Anwendung finden können, so wird doch in der gesamten Veröffentlichung nichts über einen vierdimensionalen Informationsspeicher, nämlich einen mit drei Raumdimensionen und einer Frequenzdimension ausgesagt. Der Zweck dieser Veröffentlichung ist vielmehr darin zu sehen, »die grundlegenden Eigenschaften von Photodimern als photochromische Materialien zu beschreiben«.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, ein verbessertes Verfahren zum nicht-löschenden Auslesen eines frequenzselektiven, zur vierdimensionalen Speicherung vorgesehenen Holographie-Datenspeichers zu schaffen, der beim Auslesen durch die dabei verwendeten Laserstrahlen in seinen Speichereigenschaften nicht beeinträchtigt wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, wie es dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 zu entnehmen ist.
Als Beispiel für ein Speichermediumsmaterial läßt sich Porphyrin auf der Grundlage einer freien Basis (H >-Porphyrin) angeben, das in einem transparenten kristallinen n-Octan als Grundmaterial eingebettet ist; zum Betrieb sind dabei Tiefsttemperaturen vorgesehen.
Die Information wird in einen derartigen Holographiespeicher eingegeben, indem das Speichermediummaterial durch ein holographisches Interferenzmuster bei Licht einer Frequenz exponiert wird, die entweder innerhalb der einen oder der anderen der beiden Absoiptionsbande gelegen ist. Das Verfahren zum zerstörungsfreien Auslesen führt zur Wiedergabe ursprünglich eingegebener Information, indem die Brechzahländerungen im Speiehermediummaterial bei einer solchen br> Frequenz abgetastet wurden, die gerade eben außerhalb einer der beiden Absorptionsbandc liegt.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Speichermediumsmaterial mittels Photoreaktion vorbehandelt, indem eine Reihe von Löchern in der ungleichartig verbreiterten Absorptionsbande eingebrannt wird, so daß eine Anzahl eng beieinanderliegender Absorptionslinien bereits vor Einleitung des Schreibvorganges vorliegt Anschließend wird dann die Information in den Holographiespeicher eingeschrieben, indem individuelle Absorptionslinien bei den geeigneten Frequenzen holographisch im Speichermediumsmaterial ausgelöscht werden. Beim Auslesen wird die ursprünglich eingegebene Information wieder bereitgestellt, indem die jeweilige Änderung der Brechzahl frequenzmäßig ganz in der Nähe einer oder mehrerer der Absorptionslinien abgefühlt wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird anschließend in einer Ausführungsbeispielsbeschreibung anhand der unten aufgeführten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig.) eine graphische Darstellung mit hierin enthaltenen, ungleichartig verbreiterten Ab* >rptionsbanden>
F i g. 2 zwei Orientierungsmöglichkeiten von Porphyrin auf der Grundlage einer freien Basis in kristallinem Grundmaterial,
F i g. 3 ein Schema zur Erläuterung des Einschreibens einer Information,
F i g. 4 eine graphische Darstellung, bei der die Brechzahl in Abhängigkeit von der Frequenz aufgetragen ist, und zwar für eine der beiden Absorptionsbanden nach Fig. 1,
F i g. 5 eine graphische Darstellung, bei der die Absorption über die Frequenz aufgetragen ist. um die Ausdehnung der Frequenzdimension vor Einleiten des Schreibvorgangs anzudeuten,
F i g. 6 eine graphische Darstellung, bei der die Absorption in Abhängigkeit von der Frequenz für vorbehandeltes Speichermediumsmaterial zum Herbeiführen einer Anzahl von Absorptionslinien aufgetragen ist,
Fig. 7 eine graphische Darstellung entsprechend Fig.6. jedoch für ein Speichermediumsmaterial mit nac'i Abschluß des Schreibvorgangs an verschiedenen Stellen ausgelöschten Absorptionslinien,
F i g. 8 die graphische Darstellung einer Absorptionsbande nach F i g. 5, jedoch nach Abschluß des Schreibvorgangs,
F i g. 9 die graphische Darstellung mit der jeweils anderen Absorptionsbande nach Abschluß des Schreibvorgangs.
Ein holographischer Speicher, der zur Datenspeicherung in drei Raumdimensionen und einer Frequenzdimension unter der Bedingung zerstörungsfreien Auslesens geeignet sein soll, muß ein hierzu geeignetes Speicberrr^diumsmaterial besitzen. Dieses bevorzugte Speichermediumsmaterial wird einer reversiblen photochromischen Reaktion unterworfen, die zwei ungleichartig verbreiterte Absorptionsbanden nach sich zieht. Diese hierzu bevorzugten Materialien zeigen, wenn sie in transparentem kristallinem Grundmaterial eingebettet sind, wie z. B. n-Octan. und wenn sie bei Tiefsttemperaturen betrieben werden, stabile Beschaffenheit in jeweils einem von zwei, voneinander scharf unterschiedlichen Zuständen, von denen jeder durch eine ihm zugeordnete Absorptionsbande, die klar voneinander getrennt sind, gekennzeichnet ist. Die Erfindung umfaßt auch solche Speicherniediumsmaterialien, die nur einer irreversiblen photochromischen Reaktion unterworfen werden können.
In Fig. 1 zeigt die graphische Darstellung ein Paar
ungleichartig verbreiterte photochromisch hervorgerufene Absorptionsbanden für das obenangegebene Material, das wie gesagt in einem Grundmaterial eingebettet ist. Die erste Bande erstreckt sich über den Frequenzbereich zwischen A und B mit einer Mittenfrequenz V\ und die zweite Bande erstreckt sich über den Frequenzbereich Cbis D mit einer Mittenfrequenz V1.
Wird ein derartiges Speichermediumsmaterial monochromatischem Licht mit einer Frequenz entsprechend dei der ersten Absorptionsbande ausgesetzt, dann werden alle in dieser Bande absorbierenden Moleküle in die stabile Beschaffenheit des anderen Zustandes gebracht, wie er durch die zweite Absorptionsbande vorgegeben ist. Das umgekehrte trifft ein, d. h. alle Moleküle, die in der zweiten Absorptionsbande absorbieren, werden in die stabile Beschaffenheit des zweilen Zustandes, wie er durch die ersten Absorptionsbande charakterisiert ist, versetzt, wenn das Speichermediumsmaterial monochromatischem Licht mit der Frequenz der zweiten Absorptionsbande ausgesetzt wird. Das Aufzeichnen oder Schreiben der Information in einem derartigen Holographiespeicher stützt sich auf diese photoinduzierte Transformation bei hiermit einhergehender Änderung der Absorptionsbande. Bevor jedoch irgendeine Information in diesen Holographiespeicher eingeschrieben wird, wird das bevorzugt angewendete Speichermediumsmaterial derart vorbehandelt, daß lediglich eine der beiden Absorptionsbande weiter existiert.
Ein derartig bevorzugtes Speichermediumsmaterial kann aus Porphyrin auf der Grundlage einer freien Basis (HrPorphyrin) bestehen, dessen Strukturformel und beide Orientierungsmöglichkeiten gegenüber dem kristallinen Grundmaterial in F i g. 2 gezeigt sind. In diesem Falle liegen die Ebenen der H2- Porphyrin- Moleküle parallel zueinander, wobei die N-H- und die H-N-Achsen bei beiden Orientierungen jeweils im rechten Winkel zueinander zu liegen kommen. Bei der Temperatur des flüssigen Heliums besitzt ein derartiges H2-Porphyrin Absorptionsbanden, deren Breiten größenordnungsmäßig nur einige wenige Wellenzahlen betragen. Diese beiden photochromisch hervorgerufenen Absorptionsbanden sind ihrerseits um etwa 70 Wellenzahlen voneinander getrennt. Eine bestimmte Anzahl organischer Moleküle aus der Klasse der Porphyrine ist für dieses bevorzugte Speichermediumsmaterial zur Informationsspeicherung geeignet. Andere, nicht abschließend aufgeführte Beispiele bestehen aus deuteriertem Porphyrin auf der Grundlage einer freien Basis, Tetrabenzo-Porphyrin und Phtalocyanin.
Gemäß der Erfindung folgt das photochemische Schreiben der Information in den Speicher mit Hilfe der Holographie wie es schematisch in Fig.3 angedeutet ist. Hierbei wird ein einfaches holographisches Muster 24 durch zwei kohärente sich gegenseitig überschneidende Laserstrahlen 16 und 18 gebildet, indem das in einem Cryostaten 22 untergebrachte Speichermediumsmaterial zur Erfassung des Strahiüberkreuzungspunkte angeordnet ist Ist das Speichermediumsmaterial so vorbehandelt, daß nur die in der graphischen Darstellung nach Fig. 1 zwischen den Punkten A und B gezeigte Absorptionsbande existiert, dann wird die Gesamtinformation direkt bei der ersten Absorptionsbande und indirekt bei der zweiten Absorptionsbande zwischen den Punkten Cund D eingeschrieben. Umgekehrt, wenn das Speichermediumsmaterial so vorbehandelt ist, daß nur die zweite Absorptionsbande in der graphischen Darstellung nach F i g. 1 existiert, wird die Gesamtinformation direkt in die zweite Absorptionsbande und indirekt in die erste Absorptionsbandc eingeschrieben. Daraus folgt, daß die Information photochromisch in eine der beiden Absorptionsbande einschreibbar ist. In F i g. 3 ist das Holographiemuster 24 /war nur in einfacher Weise angedeutet, jedoch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch für Hologramme anwendbar, die sich aufgrund der Interferenz eines Rcfcrcnzstrahlcs mit einem Objektstrahl ergeben. Weilerhin ist es für die Erfindung unbeachtlich, ob nur ein Hologramm oder mehrere auf cinandcrfolgend eingegebene Hologramme zur Verar beitunganstehen.
Die so eingeschriebene Information läßt sich im Prinzip auch in üblicher Weise aus dem Speichermediuni auslesen, indem der ursprüngliche Referenzslrahl mit gleicher Frequenz zur Einstrahlung gebracht wird. Dies jedoch halte zur Folge, daß die eingeschriebene Infor mation dabei zerstört würde, so daß hierbei also ein zerstörendes Ausleseverfahren vorliegt.
Gemäß der Erfindung jedoch wird ein zcrstörungs-
freies Ausleseverfahren verwendet, bei dem die eingeschriebenen Hologramme mit Hilfe eines Rcfercnzstrahlcs rekonstruiert werden, dessen Frequenz eben gerade außerhalb und nahe dem Frequenzbereich einer der beiden Absorptionsbandc liegt. Bei einer solchen
21) Frequenz wird die Information durch Abfühlen räumlicher Veränderungen der Brechzahländerungen erfaßt, da diese Änderungen immer mit Änderungen in der Absorption einhergehen. Ist so die Information in die erste Absorptionsbandc also im Frequenzbereich zwi sehen A und ß, im Speichermediumsmaterial einge schrieben, dann werden alle Moleküle in einen Beschaffenheitszustand versetzt, der durch die Absorptionsbande im Frequenzbereich zwischen C und D charakterisiert ist. Aus der Darstellung nach F i g. 4 läßt sich diese Dispersion der Brechzahl in der Nachbarschaft der zweiten Absorptionsbande 12 ersehen. Die Auslesefrequenz Vi oder v* ist derart gewählt, daß die Absorpiion ein Minimum aufweist, jedoch andererseits die Bandkantc jeweils unmittelbar benachbart ist, derart, daß die Dispersion der Brechzahl jeweils so groß wie möglich ist. Bei einem derartigen Ausleseverfahren ist zudem das Abfühlen der räumlichen Änderungen der Brechzahländerung außerhalb und nahe der ersten Absorptionsbande, die in Fig.4 nicht gezeigt ist, eingeschlos- sen. So ergibt sich, daß in einem Speichermediumsmaterial gemäß der Erfindung die Möglichkeit besteht, die gespeicherte Information entweder in Nachbarschaft zur ersten Absorptionsbande oder in Nachbarschaft zur zweiten Absorptionsbandc auszulesen.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel r\r Erfindung wird das Speichermediumsmaterial einer Vorbehandlung unterzogen derart, daß eine der ungleichartig verbreiterten Absorptionsbande, beispielsweise diejenige, die im Frequenzbereich zwischen A und B in F i g. 1 gelegen ist und im gedehnten Frequenzmaßstab in der graphischen Darstellung nach F i g. 5 als Kurve 10 aufgetragen ist. in eine Absorptionsbandenform umgewandelt wird, die aus einer Anzahl von benachbarten Absorptionslinien, wie in der graphischen Darstel- lung nach F i g. 6 gezeigt, besteht Dies wird herbeigeführt, indem das Speichermediumsmaterial gleichförmig einer Anzahl von I^aserstrahlfrequenzen ausgesetzt wird, deren Bandbreiten sehr viel kleiner sind, als das Frequenzband der ungleichartig verbreiterten Absorp tionsbande.
Ein derartiges Verfahren läßt sich als photoreaktives Einbrennen von Absorptionslöchern bezeichnen. Es liegt hierbei ein photochrornischer Vorgang vor. bei
dem lediglich diejenigen Moleküle des Speichermediumsmaterials beteiligt sinü, die in einer gewissen engen Laserfrequenzbandbreite absorbierend wirken. Die anderen Moleküle im Speichermediumsmateriai, die bei anderen Frequenzen als bei den Absorptionsiocheinbrenn-Frequenzen dampfend wirken, bleiben von dieser Wirkup? unberührt, da sie ja nicht an dieser photoindu-/ierten Reaktion teilnehmen.
lede der hierdurch hervorgerufenen relativ schmalbandigen Absorptionsspitzen in der graphischen Darstellung nach F i g. 6 kann zur Speicherung eines Salzes von räumlich unterschiedlich hervorgerufenen Hologrammen herangezogen werden. Speziell läßt sich Information holographisch in ein in F i g. 6 gezeigtes Absorptionsbandenspektrum mit Hilfe oben beschriebener ι ■> Maßnahmen bei speziellen Frequenzen einspeichern, z. B. bei denjenigen, die den Punkten F. G, H, I, / K und L entsprechen. Das sich hierdurch ergebende Absorptionsbandenspektrum ist dann in Fig. 7 gezeigt. Das nicht zerstörende Auslesen wird wie zuvor beschrieben durchgeführt, nämlich vorzugsweise jeweils in unmittelbarer Nachbarschaft dieser eng zueinanderliegenden Absorptionslinien, z. B. bei Frequenzen nahe den Punkten F. G. H, I, J. K und L in der graphischen Darstellung nach F i g. 7. Das Auslesen läßt sich außerdem in der Nachbarschaft der induzierten Absorptionslinie der hier nicht gezeigten Absorptionsbande 12 durchführen.
Während das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung, das der graphischen Darstellung nach den F i g. 5 6 und 7 zugeordnet ist, ein Speichermediumsmaterial anwendet, das einer reversiblen photochromischen Reaktion unterworfen wird, läßt sich das erfindungsgemäße Ausleseverfahren ebensogut auch auf ein Speichermediumsmateriai anwenden, das einer irreversiblen photochromischen Reaktion unterliegt. Ein Beispiel für ein derartiges Speichermediumsmateriai ist Tetrazin. Material dieser An besitzt nur eine Absorptionsbande, z. B. entsprechend der ersten Absorptionsbande im Frequenzbereich zwischen den Punkten A und B in der graphischen Darstellung nach Fig. I. Ein derartiges Material gestattet dann allerdings nicht das Löschen einer eingeschriebenen Information, so daß sich damit nur ein Festspeicher realisieren läßt.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung des für den erfindungsgemäßen Zweck geeigneten Speichermediumsmaterials werden einzelne Sätze von Hologrammen in eins der unvorbehandelten Absorptionsbande, z. B. entsprechend der ersten Absorptionsbande im Frequenzbereich zwischen A und B, Fig. l.und Kurve 10in Fig.5durch Einbrennen von Absorptionsbandenspektren-Löchern bei jeweiligen Lochfrequenzen M, N, Peingeschrieben, so daß sich ein resultierendes Bandenspektrum, wie in Fig.8 gezeigt, ergibt. Nicht zerstörendes Auslesen wird herbeigeführt, indem die Information über Referenzstrahlen ausgelesen wird, die vorzugsweise auf nahe benachbarten Frequenzen zu den jeweils induzierten Absorptionsspitzen R, S und Tin der in Fig.9 gezeigten Absorptionsbande liegen. Die induzierten Absorptionslinien gemäß der graphischen Darstellung nach F i g. 9, nämlieh R, S und T, sollten gemäß der Erfindung wirksam sein.
In jedem der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ist der Betrag an im Speichermediumsmateriai gespeicherter Information proportional sowohl der Anzahl der Hologramme, die in einem gegebenen Volumen dieses Speichermediumsmaterials eingeschrieben werden können, wie auch der Anzahl der Absorptionsbandenspektren-Löcher, die sich in einer ungleichartig verbreiterten Absorptionsbandenspektrum eines derartigen photochromischen Materials einbrennen lassen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum störungsfreien Auslesen eines aus einem photochromischen Speichermedium bestehenden holographischen Speichers, bei dem die Information in den drei Raumdimensionen und in einer Frequenzdimension gespeichert ist. wobei das photochromische Speichermedium zumindest eine ungleichartig verbreiterte, eine Anzahl von miteinander verschmolzenen Absorptionslinien enthaltende Absorptionsbande aufweist, innerhalb der die Information selektiv bei vorgegebenen Speicherfrequenzen in Form von an- oder abwesenden Absorptioiislinien gespeichert ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abtasten des bei den Speicherfrequenzen vorliegenden und sich in einer räumlichen Verteilung von Brechzahländerungen widerspiegelnden Absorptionsverhaltens mindestens eine Abtastfrequeur vorgesehen wird, die auf eine außerhalb, jedoch nahe bei einer der Speicherfrequenzen liegende Frequenz eingestellt wird, bei der die Absorption des Speichermediums minimal und die Dispersion der Brechzahl maximal ist
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Speichermedijm einer Anzahl von photochromischen Reaktionen unterworfen wird, um entsprechende Absorptionslinien zu erzeugen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aib Speichermedium ein Materia! gewählt wird, das eine erste und ebj.' zweite ungleichartig verbreiterte Absorptionsbande besitzt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, ddurch gekennzeichnet, daß das Abtasten der Brechzahländerungen bei den Abtastfrequenzen der ersten Absorptionsbande erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtasten der Brechzahländerungen bei den Abtastfrequenzen der zweiten Absorptionsbande erfolgt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Speichermedium ein aus n-Octan bestehendes transparentes, kristallines Grundmaterial mit hierin als freie Basis enthaltenem Porphyrin (Hj-Porphyrin) gewählt wird, das bei der Temperatur flüssigen Heliums betrieben wird.
DE2802594A 1977-02-16 1978-01-21 Verfahren zum zerstörungsfreien Auslesen eines holographischen Speichers Expired DE2802594C2 (de)

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Publications (2)

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IT (1) IT1113054B (de)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2509485A1 (fr) * 1981-07-07 1983-01-14 Thomson Csf Procede holographique d'enregistrement-lecture et dispositif mettant en oeuvre ce procede
DE3408576C1 (de) * 1984-03-09 1985-10-17 Wolfgang Dr. 8580 Bayreuth Richter Verfahren und Anordnung zum Löschen von in photochromen Speichermedien gespeicherten Informationsbits
CH671473A5 (de) * 1986-11-24 1989-08-31 Ciba Geigy Ag
JPS63259839A (ja) * 1987-04-16 1988-10-26 Mitsubishi Electric Corp 光学的波長多重記憶装置
US5032973A (en) * 1987-06-10 1991-07-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Optical recording material containing photochromic compounds
US5107483A (en) * 1987-08-19 1992-04-21 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Frequency selective optical data record/regenerate apparatus
EP0345494A3 (de) * 1988-06-07 1991-10-30 The Boeing Company Opto-elektronische Speicheranordnung
US5191574A (en) * 1988-08-25 1993-03-02 Sparta Systems, Inc. Optical memory method and apparatus utilizing frequency channeling and Stark effect
US4998236A (en) * 1988-08-25 1991-03-05 Sparta, Inc. Apparatus for high density holographic optical data storage
US5319629A (en) * 1988-08-25 1994-06-07 Sparta, Inc. Content addressable optical data storage system
US5003528A (en) * 1988-09-09 1991-03-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Photorefractive, erasable, compact laser disk
EP0396943B1 (de) * 1989-04-18 1995-07-05 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optisches Speichermedium und Speicherungsprozess
US5239548A (en) * 1991-10-31 1993-08-24 The Boeing Company Optical signal processor for processing continuous signal data
JP2754186B2 (ja) * 1995-10-13 1998-05-20 工業技術院長 単一光吸収体を用いる光記録再生装置および方法
CN104835922B (zh) * 2015-04-27 2017-06-30 南京邮电大学 基于光致变色化合物的双向异性有机二极管电存储器功能化的操作方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3568167A (en) * 1965-05-05 1971-03-02 Carson Lab Inc Optical information storage and retrieval systems
US4041476A (en) * 1971-07-23 1977-08-09 Wyn Kelly Swainson Method, medium and apparatus for producing three-dimensional figure product
US3580688A (en) * 1968-02-26 1971-05-25 Irwin Schneider Information storage with optic materials
US3727194A (en) * 1968-02-26 1973-04-10 I Schneider Non-destructive readout of a color center memory by using infrared illumination
US3720921A (en) * 1970-07-14 1973-03-13 Ibm Recording in reversible, photochromic medium
DE2101048C3 (de) * 1971-01-11 1973-11-29 Siemens Ag, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen Optisches Ausleseverfahren und Vorrichtung zur Durchfuhrung des Ver fahrens
US3671096A (en) * 1971-02-03 1972-06-20 Us Navy Erasable holographic recording
US3896420A (en) * 1972-01-14 1975-07-22 Canadian Patents Dev Frequency selective optical memory
US3846764A (en) * 1973-05-18 1974-11-05 Us Navy Technique for information storage using anisotropic color centers in alkali halide crystals

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Publication number Publication date
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