DE4036615C2

DE4036615C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Speichern und Lesen holographischer Information unter Nutzung optischer Speicherplatten

Info

Publication number: DE4036615C2
Application number: DE4036615A
Authority: DE
Inventors: Seiji Kobayashi; Demetri Psaltis; Alan Yamamoto
Original assignee: Sony Corp; California Institute of Technology CalTech
Current assignee: Sony Corp; California Institute of Technology CalTech
Priority date: 1989-11-17
Filing date: 1990-11-16
Publication date: 2000-08-03
Anticipated expiration: 2010-11-17
Also published as: JPH03209495A; US5111445A; GB9024285D0; GB2238900B; DE4036615A1; GB2238900A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Speichern und Lesen holographischer Information unter Nutzung optischer Speicherplatten.

Optische Speicherplatten wurden als Massenspeichermedien für eine Anzahl von Audio-, Video- und Computer-Speicheranwendungen entwickelt. In her kömmlichen Systemen wird Information dadurch auf eine optische Platte seri ell geschrieben oder von dieser ausgelesen, dass ein Laserstrahl auf einzelnes Pixel mithilfe einer Linse fokussiert wird. Diese serielle Art der Datenüber tragung begrenzt jedoch die maximale Arbeitsgeschwindigkeit von Computern, die optische Speicher nutzen. Darüber hinaus sind typischerweise komplexe Servomechanismen erforderlich, um die Entfernung zwischen der Linse und der Platte auf etwa 1 µm konstant zu halten, während die Platte rotiert. Die Ansprechzeit des Servomechanismus begrenzt ebenfalls die maximale Daten übertragungsgeschwindigkeit, indem sie die Winkelgeschwindigkeit begrenzt, mit der die Platte rotieren kann.

Die Optik in herkömmlichen optischen Speicherarchitekturen begrenzt auch die Menge an Information, die auf der optischen Platte gespeichert werden kann. Das heißt, die Informationsspeicherdichte auf der Oberfläche der opti schen Platte ist durch die Auflösung des optischen Auslesesystems begrenzt. Idealerweise sollte die maximale Speicherdichte nur durch die Minimalabmes sungen bestimmt sein, mit denen Informationen auf der optischen Platte auf zeichenbar sind.

Es besteht daher ein Bedürfnis, ein optisches Informationsspeichersystem anzugeben, das die oben genannten Einschränkungen aufgrund der seriellen Datenübertragung und der Fokussieroptik zum Auslesen, der Information nicht erfährt.

Aus der DE 27 06 828 C2 ist ein holographisches Aufzeichnungs- und Wieder gabesystem bekannt, das zwei Fourier-Transformationslinsen verwendet, um Licht von einer Laserstrahlquelle auf eine Hologramm-Aufzeichnungsplatte zu werfen. Auf dieser scheinen Fourier-Transformationshologramme längs spirali ger Bahnen aufgezeichnet zu werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spei chern und Auslesen holographischer Information zu schaffen, mit denen eine hohe Verschiebungsinvarianz der Speicherplatte zu erzielen ist und bei denen Inter ferenzen zwischen radial zusammenhängenden Hologrammen minimiert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren bzw. eine Vorrich tung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Im Ge gensatz zum Stand der Technik nach der bereits erwähnten DE 27 06 828 C2 wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Lesestrahl zumindest teilweise von der optischen Platte reflek tiert, so dass das Verfahren bzw. die Vorrichtung auch im Reflexionsmodus zu arbeiten vermag. Zu beachten ist auch, dass erfindungsgemäß die Fourier- Transformationshologramme in einer Richtung, die tangential zu den Spuren ist, aufgezeichnet sind, während die Hologramme in radialer Richtung, die rechtwinklig zur tangentialen Richtung der Spuren ist, als Fresnel-Holo gramme aufgezeichnet sind. Mit anderen Worten, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden zum Aufzeichnen Fourier-Transformationshologramme und Fresnel-Hologramme verwendet, wobei die Fourier-Transformationshologramme in Tangentialrichtung zu den Spuren und die Fresnel-Hologramme rechtwinklig zu der Tangentialrichtung der Spuren aufgezeichnet werden. Auf ein derartiges Aufzeichnen von Fourier- Transformationshologrammen und Fresnel-Hologrammen in zueinander senkrechten Richtungen vermittelt die DE 27 06 828 C2 keinen Hinweis.

Zwar wird in H. Frieser: Fotografische Informationsaufzeichnung, R. Olden bourg Verlag, 1975, Seiten 503 bis 505, auf Fresnel-Hologramme eingegangen. Es wird dort aber nicht ausgesagt, dass diese Fresnel-Hologramme in ihrer Aufzeichnungsrichtung senkrecht zu den Fourier-Transformationsholo grammen verlaufen sollen.

Durch die zueinander senkrechte Gestaltung der Aufzeichnungsrichtungen der Fresnel-Hologramme und der Fourier-Transformationshologramme werden besondere Vorteile erzielt: Durch die Ausrichtung der Fourier-Transforma tionshologramme in der Tangentialrichtung der Spuren wird eine hohe Ver schiebungsinvarianz erzielt, während die hierzu senkrechte Gestaltung der Fresnel-Hologramme die Interferenz mit benachbarten, radial zusammenhän genden Hologrammen minimiert, so dass Fehler- bzw. Abweichungssignale mit besonderer Genauigkeit zu gewinnen sind.

Ein holographisches Informationsspeichersystem für paralleles Auslesen hat eine Vorrichtung zum Drehen einer optischen Speicherplatte um ihre Mitte. Die optische Speicherplatte verfügt über eine Vielzahl von Spuren, die um ih ren Mittelpunkt herumlaufen. Eine optische Einrichtung dient zum Auslesen einer Vielzahl radial zusammenhängender individueller Hologramme, die auf der Platte voraufgezeichnet wurden. Jedes der Hologramme ist entlang min destens einer der Plattenspuren angeordnet und repräsentiert ein vorgege benes Datenmuster. Die optische Einrichtung beleuchtet die Platte mit einem Auslesestrahl, der zumindest teilweise von der Platte reflektiert wird. Der reflektierte Teil des Auslesestrahls wird durch ein Detektorarray photosensi tiver Detektorpixel aufgefangen, wodurch elektrische Datensignale erzeugt werden. Eine Pufferschaltung gewinnt den Wert jedes Datensignals wieder, wenn der Auslesestrahl eines der Hologramme beleuchtet. Das Wiedergewinnen der Daten wird vorgenommen, wenn der reflektierte Auslesestrahl ein Bild auf das Detektorarray wirft, das im Wesentlichen dem Datenmuster ähnlich ist, das durch das beleuchtete Hologramm repräsentiert ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Seitenansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines holographischen Informationsspei chersystems;

Fig. 2: eine vergrößerte schematische Vorderansicht eines Detektors im Informationsspeichersystem;

Fig. 3: eine schematische Draufsicht auf eine Speicherplat te, die ein Hologramm speichert;

Fig. 4: eine schematische perspektivische Ansicht einer Speicherplatte zum Erläutern des Zusammenhangs zwischen dem Koordinatensystem der Platte und dem des Detektorarrays;

Fig. 5: schematische Darstellung entsprechend der von Fig. 3, jedoch für zusammenhängende Hologramme auf der Ober fläche der optischen Platte;

Fig. 6: schematische vergrößerte Draufsicht auf ein Holo grammspeichergebiet auf der optischen Platte;

Fig. 7A: schematische Darstellung gemäß Fig. 6, jedoch mit einer Darstellung, wie Datenpixel in Überpixel geordnet sind;

Fig. 7B: Vektordiagramm zum Erläutern des Aufzeichnens von Hologrammen, wie in Fig. 7A dargestellt;

Fig. 8: Darstellung gemäß Fig. 2, zum Erläutern, wie re flektiertes Licht auf das Detektorarray fällt;

Fig. 9A: Darstellungen des Detektorarrays zu vier verschie denen Zeitpunkten, auf die in den Fig. 9B bis 9D Bezug ge nommen wird;

Fig. 9B bis 9D: zeitkorrelierte Diagramme für ein Taktsig nal und Signale zum Gewinnen desselben;

Fig. 10: Blockdiagramm eines PLL zweiter Ordnung für eine besondere Ausführungsform des in Zusammenhang mit dem Detek tor verwendeten Pufferspeichers; und

Fig. 11A und 11B: je eine Drauf- und Seitenansicht eines Hologrammbereichs auf einer Platte zum Erläutern eines Bild ebenenverkippungsproblems.

Fig. 10 zeigt schematisch ein bevorzugtes Ausführungsbei spiel eines Speicher- und Auslesesystems 10. Es werden durch einen Laser 14 Hologramme belichtet, die auf einer optischen Platte 12 voraufgezeichnet sind. Jedes Hologramm auf der Platte 12 ist eine Repräsentation eines bekannten Datenmu sters. Das Beleuchten jedes Hologramms erzeugt eine reflek tierte Bildwellenfront 30, die dann, wenn sie auf ein Detek torarray 16 projiziert wird, ein Datenmuster erzeugt, das im wesentlichen demjenigen ähnlich ist, das vom besonderen ge rade belichteten Hologramm repräsentiert wird.

In der Ausführungsform von Fig. 1 emittiert der Laser 14 einen Auslesestrahl 18 kohärenten Lichts, der durch eine Linse 20 kollimiert wird. Der Strahl 18 weist dieselbe Wel lenlänge auf wie der Referenzstrahl, der ursprünglich zum Schreiben der auf der Platte 12 gespeicherten Hologramme verwendet wurde. Eine Abtasteinrichtung 22 lenkt den Strahl 18 so, daß er einen Bereich der Platte 12 ausleuchtet, der um eine Entfernung R vom Mittelpunkt der Platte entfernt ist. Die Einrichtung 22 weist einen Spiegel 24 und einen Strahlteiler 26 auf. Die Abtasteinrichtung 22 kann durch eine herkömmliche Einrichtung so gesteuert werden, daß sie die Radialkoordinate R des vom Strahl 18 beleuchteten Ortes auf der Platte 12 verändert. Andere Hologramme, die eben falls um die Entfernung R vom Mittelpunkt der Platte 12 ent fernt sind, werden dadurch beleuchtet, daß die Platte 12 durch einen Antriebsmechanismus 28 gedreht wird.

Eine Komponente 30 des Strahls 18, die von der Platte 12 re flektiert wird, wird durch den Strahlteiler 26 auf einen einstellbaren Spiegel 32 gelenkt. Wie weiter unten beschrie ben, richtet ein Servomechanismus 34 den Spiegel 32 aus, d. h. verkippt ihn so, daß der Strahl 30 dauernd auf den Detektor 16 fällt. Der Detektor 16 verfügt über ein Array photosensitiver Detektorpixel zum Auswerten des Strahls 30.

Fig. 2 veranschaulicht eine typische Forderansicht des De tektors 16, wobei zugleich belichtete und unbelichtete Stel len bei Auftreffen des Strahls 30 beim Auslesen eines beson deren Hologramms dargestellt sind. Örtliche Änderungen im elektromagnetischen Feld des Strahls 30, wie sie durch ein besonderes Hologramm hervorgerufen werden, das auf der Plat te 12 beleuchtet wird, führen dazu, daß bestimmte Pixel 42 (gepunktet) ein elektrisches Signal erzeugen, während die restlichen Pixel 44 nicht aktiviert werden. Die Pixel 42, 44 werden dann aktiviert, wenn sie elektromagnetische Strah lung empfangen, die einen vorgegebenen Schwellwert über steigt. Das Pixelmuster von Fig. 2 entspricht Binärdaten, die auf der Platte 12 als Hologramm gespeichert sind und die über den Strahl 30 zum Detektor 12 übertragen werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Hologramm auf der Platte 12, das für ein zweidimensionales Array binärer Information repräsentativ ist, wie anhand von Fig. 2 erläu tert, als Fresnel-Hologramm in einer ersten Richtung und als Fouriertransformations-Hologramm in einer zweiten Richtung rechtwinklig zur ersten Richtung aufgezeichnet. Fig. 3 ver anschaulicht ein Hologramm 48, das auf einer ebenen Ober fläche 50 der Platte 12 gespeichert ist. Das Hologramm 48 ist in x'-Richtung (d. h. radialer Richtung) als Fresnel- Hologramm und in y'-Richtung (d. h. in Umfangsrichtung) als Fouriertransformations-Hologramm aufgezeichnet. Vorausge setzt, daß g(x, y) der komplexen elektrischen Feldamplitude des Strahls 30 an der Oberfläche des Detektors 16 ent spricht, der ein Pixelmuster erzeugt, wie z. H. das in Fig. 2 dargestellte, ergibt sich die korrespondierte kom plexe elektrische Feldamplitude E(x', y') an der Oberfläche der Platte 12, das zu einem solchen Muster führt, zu:

wobei λ die Wellenlänge des Strahls 30 ist. Die Beziehung zwischen dem (x, y)- und dem (x', y')-Korrdinatensystem und der Entfernung Z₀ zwischen den Ursprüngen der beiden Koordi natensysteme, d. h. die Entfernung zwischen dem Hologramm und den Detektoren, ist durch Fig. 4 veranschaulicht.

Es ist bekannt, daß Fourier-Transformationshologramme ver schiebungsinvariant sind. Dies bedeutet, daß ein Verdrehen der Platte 12 das Detektieren des wiedergewonnen Bildes nicht verhindert, wie es vom Strahl 30 übertragen wird. Wenn die Fläche des Detektors 16 wesentlich größer als diejenige des Hologramms 48 gewählt wird, ist es nicht erforderlich, eine Linse im System 10 anzuordnen, um den Strahl 30 in die Brennpunktebene zu fokussieren, die vom Detektor 16 einge nommen wird. Wenn jedoch keine Linse L vorhanden ist, geht der Vorteil der Verschiebunsinvarianz verloren. Es sollte eine Zylinderlinse L zwischen dem Detektorarray 16 und dem Hologramm 48 angeordnet werden. Es ist demgemäß ein Merkmal der Erfindung, daß die maximale Winkelgeschwindigkeit der Platte 12 und damit die Datenübertragungsgeschwindigkeit des Systems 10 nicht durch die Ansprechzeit einer Hilfskompensa tionsschaltung begrenzt ist.

Fig. 5 stellt das Hologramm 48 und radial benachbarte Holo gramme 52, 54 dar, die auf der Oberfläche 50 der Platte 12 aufgezeichnet sind. Die Hologramme 52, 54 wurden ebenfalls als Fouriertransformations- und Fresnel-Hologramm in y'- bzw. x'-Richtung aufgezeichnet. Wie es aus Fig. 5 ersichtlich ist, beeinflußt ein Verdrehen der Platte 12 in y'-Richtung die räumliche Beziehung zwischen den benachbarten Hologram men 48 und 52 oder 52 und 54 nicht. Dementsprechend werden die Hologramme 48, 52 und 54 in x'-Richtung als Fresnel- Hologramme synthetisiert, um die Interferenz mit benachbar ten, radial zusammenhängenden Hologrammen zu minimieren.

Das Hologramm 48 wird auf der Oberfläche 50 der Platte 12 in Form eines zweidimensionalen Musters von Daten aufgezeich net. Fig. 6 stellt eine vergrößerte Ansicht einer radial äußeren Kante eines Bereichs des Hologramms 48 dar. Das Hologramm 48 weist eine Vielzahl von Datenpixeln 58, 60 auf, die entlang Plattenspuren 62, 64, 66 und 68 angeordnet sind. Die Pixel 58 sind durch herkömmliches Einschreiben eines Pit in die Oberfläche der Platte 12 erzeugt, was die Reflexions fähigkeit derselben ändert. Demgegenüber ist der zum Wert, wie er durch ein Pixel 58 repräsentiert wird, entgegenge setzte Wert in den Pixeln 60 gespeichert, in denen die Re flexionsfähigkeit des Pixels nicht geändert wurde. Die Spu ren 62, 64, 66 und 68 umgeben den Mittelpunkt der Platte 12. Die Entfernung zwischen benachbarten Spuren (Spurabstand) ist mit T_p bezeichnet. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Platte 12 eine einmal beschreibbare Platte, auf der Datenpixel gleichförmig entlang den Plattenspuren aufge zeichnet sind und Spuren in der radialen x'-Richtung aufein ander folgen.

SONY Corporation, Tokio, hat eine Platte entwickelt, die die Eigenschaften der oben genannten Platte 12 aufweist. Hierzu wird auf einen Vortrag von D. Psaltis et. al unter dem Titel "Parallel Readout of Optical Disks" verwiesen, Third Topical Meeting on Optical Computing, Salt Lake City, Utah, Februar 1989 (Fig. 2b). Die SONY-Platte weist Datenpixel von 1 µm Durchmesser auf, mit einem Mittenabstand zwischen Pixeln entlang der Plattenspuren von 0,5 bis 1 µm und einem Spurab stand von 1,5 µm. Bei dieser Aufzeichnungsdichte können mehr als 3,6 Milliarden Bits auf einer optischen Platte mit 12 cm Durchmesser aufgezeichnet werden.

Wie in Fig. 7A dargestellt, können jeweils 4 Pits 74, 76, 78 und 80 entlang einer Spur 62 zu einem einzigen Überpixel 72 kombiniert werden. Ein Einheitsvektor mit einem Winkel von π/4, 3π/4, -3π/4 oder -π/4 kann aufgezeichnet werden, indem eines dieser Pits ausgewählt wird. Durch Kombinationen der Pits können vier weitere Vektoren beschrieben werden, wie sie in Fig. 7B dargestellt sind. Infolgedessen können neun Vektoren (einen Nullvektor eingeschlossen) auf der Platte 12 aufgezeichnet werden. Nachdem das komplexe Feld E(x', y') an der Oberfläche 50 der Platte 12 (d. h. das komplexe elektri sche Feld am Ort (x', y') im Hologramm 48) durch Gleichung (1) mit einem Computer berechnet wurde, wird der dichtest liegende Vektor, wie in Fig. 7B dargestellt, ausgewählt und auf der Plattenoberfläche 50 aufgezeichnet.

Wie durch die Fig. 11A und 11B veranschaulicht, führt diese Art des Aufzeichnens des Feldes E(x', y') jedoch zu einem Verkippen der Bildebene des Strahls 30 in bezug auf die y- Richtung um einen Winkel Θ mit

Θ = sin^-1(λ/S_p).

Wie in Fig. 7A eingezeichnet, ist S_p die Länge des Über pixels 72 und ist die Wellenlänge des Strahls 30. Die Ebene des Detektors 16 sollte also um den Winkel Θ relativ zur Normalen der Platte 12 verkippt werden, um optimalen Empfang des rekonstruierten holographischen Bildes zu er zielen. Die Größe der Datenpixel x und y in x'- bzw. y'- Richtung ist gegeben durch

Δx = (1/N_x)(λZ₀/T_p)

Δy = (1/N_y)(λZ₀/T_p)

wobei N_x und N_y die Anzahlen von Datenpixeln sind, die vom Hologramm in x'- bzw. y'-Richtung umfaßt werden.

Da jedes auf die Platte 12 geschriebene Hologramm ein zwei dimensionales Array von Datenpixeln beinhaltet, enthält der Strahl 30 beim Rotieren der Platte 12 periodisch das gesamte rekonstruierte Bild, das durch ein besonderes Hologramm beim Beleuchten durch den Auslesestrahl 18 erzeugt wurde. In den zwischenzeitlichen Zeitperioden beleuchtet der Lesestrahl 30 benachbarte Teile von Hologrammen, die zusammenhängend ent lang Spuren der Platte 12 angeordnet sind. Es ist demgemäß wünschenswert, das von der Wellenfront erzeugte Signal dann zu erfassen, wenn diese auf den Detektor 16 fällt, wenn der Lesestrahl 18 mittig über einem der Hologramme auf der Plat te 12 positioniert ist. Die Art und Weise, in der das System 10 dieses Erfassen vereinfacht, wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9 erklärt.

Fig. 8 veranschaulicht ein Beispiel eines Pixelmusters, wie es vom Detektor 16 bei Beleuchten durch den Strahl 30 em pfangen wird. Die obersten vier Reihen (gemäß der Figur; tatsächlich die radial äußersten) der Detektorpixel 84, 86, 88 und 90 dienen dazu, verschiedene Steuersignale zu gewin nen. Ein Taktbildungs-Steuersignal C(t) wird durch die Dif ferenz zwischen der summierten Ausgangsinformation der Pixel in der ersten Detektorreihe 48 und der zweiten Detektorreihe 86 gebildet. Wie in Fig. 9 dargestellt, ist die Amplitude von C(t) maximal, wenn alle Detektorpixel in der einen der beiden Reihen 84 oder 86 aktiviert sind. Ein Datenwert zum Taktbildungs-Steuersignal wird auf der Platte 12 so gespei chert, daß benachbarte Hologramme dazu führen, daß entweder die gesamte Pixelreihe 84 oder 86 aktiviert wird. Daraus folgt, daß das Signal C(t) dann maximal ist, wenn der Strahl 18 mittig über einem Hologramm der Platte 12 steht und be nachbarte Hologramme nicht teilweise beleuchtet. Wie in Fig. 9 dargestellt, treten diese Extremwerte zu Zeitpunkten T₁, T₂, T₃ und T₄ auf. Zu diesen Zeitpunkten sollte die Aus gangsinformation vom Detektor 16 erfaßt und gespeichert wer den.

Eine herkömmliche Spitzendetektorschaltung kann verwendet werden, um ein Spitzendetektorsignal p(t) auf das Taktbil dungssignal C(t) hin zu erzeugen, wie in Fig. 9 dargestellt. Es ist dem Fachmann auch bekannt, wie ein Taktsignal aus dem Spitzendetektorsignal p(t) auf herkömmliche Weise gewonnen werden kann. Wie in Fig. 1 dargestellt, befinden sich die spitzendetektorschaltung und Schaltungen zum Erzeugen eines Taktsignals auf das Ausgangssignal der genannten Schaltung innerhalb dem Pufferspeicher 94. Der Pufferspeicher 94 kann jedoch auch eine PLL zweiter Ordnung aufweisen, wie sie im Blockdiagramm von Fig. 10 dargestellt ist, um ein Taktsignal aus dem Ausgangssignal vom Detektor 16 zu gewinnen. Wie in Fig. 10 dargestellt, wird das Signal C(t) von Fig. 9, das aus dem Differenzen der summierten Ausgangssignale der De tektorreihen 84 und 86 gewonnen ist, an eine Differenzbil dungsschaltung 96 gegeben. Vorzeichenwechsel im Ausgangssig nal der Differenzbildungsschaltung 96 werden durch einen De tektor 98 für Nullpunktüberkreuzungen ermittelt, der das Signal p(t) von Fig. 9 ausgibt. Die PLL-Schaltung von Fig. 10 weist darüber hinaus einen Phasenkomparator 100, ein Tiefpaßfilter 102 und einen spannungsgeregelten Oszillator 104 auf, um ein Taktsignal aus dem Signal p(t) zu gewinnen. Um die Interferenz von benachbarten Hologrammen auf der Platte 12 zu minimieren, sollte das Ausgangssignal vom De tektorarray 16 bei der steigenden Flanke des gemäß Fig. 9 erzeugten Taktsignals erfaßt werden. Dieses Erfassen wird durch Übertragungsleitungen 108 erleichtert, die Pixel im Detektor 16 mit dem Pufferspeicher 94 elektrisch verbinden. Der Pufferspeicher 94 weist eine Schnittstellenschaltung zum Übertragen der vom Detektor 16 erfaßten Daten an einen Com puter oder eine (nicht dargestellte) Systemsteuerung auf.

Wie in Fig. 8 dargestellt, ist das Pixelmuster der dritten Reihe 88 des Detektors 16 periodisch. Beim bevorzugten Aus führungsbeispiel gemäß Fig. 1 sind alle Hologramme auf der Platte 12 so festgelegt, daß sie in der dritten Detektor reihe 88 ein jeweils identisches Ausgangssignalmuster erzeu gen. Demgemäß muß das zeitgemittelte Ausgangssignal von der dritten Reihe des Detektors konstant sein, wenn der Strahl 30 auf den Detektor 16 fokussiert bleibt. Das zeitgemittelte Ausgangssignal von der dritten Detektorreihe 88 wird durch eine Signalleitung 110 auf einen Vergleicher 112 übertragen, indem es mit einer Bezugsspannung (Vref) von einer Bezugs spannungsquelle 114 verglichen wird. Wenn der Strahl 30 vom Detektor 16 wegstreut, ändert sich der Signalpegel für die dritte Detektorreihe 88, und es ändert sich die Ausgangs spannung vom Komparator 112. Diese Änderung wird dem Servo mechanismus 34 über eine Übertragungsleitung 116 mitgeteilt, woraufhin diese den Spiegel 32 so verstellt, daß dieser den Strahl 30 wieder auf die Detektoranordnung 16 fokussiert. Durch diese Rückkopplung bleibt der Strahl 30 trotz Ver schiebens der Abtasteinrichtung 22 auf den Detektor 16 fo kussiert.

Es ist ersichtlich, daß die Ausführungsbeispiele auf viele Arten abgeändert werden können. Zum Beispiel können andere Abtastoptiken als die oben beschriebene verwendet werden, um die optische Platte zu beleuchten. Die Schaltung zur Spie geleinstellung oder der Pufferspeicher können beliebig aus gebildet sein. Ebenso kann das Taktsignal aus dem von der Detektoranordnung empfangenen Taktbildungssignal auf belie bige Weise gewonnen werden.

Claims

1. Verfahren zum Speichern und Auslesen holographischer Information, umfas send die folgenden Verfahrensschritte:

1. Aufzeichnen einer Mehrzahl radial zusammenhängender individu eller Hologramme auf einer optischen Speicherplatte (12) mit einer Vielzahl koaxialer Spuren, wobei jedes Hologramm ein vorgegebenes Datenmuster re präsentiert und entlang mindestens einer der Spuren als Fourier-Transforma tionshologramm in einer Richtung, die tangential zu den Spuren ist, aufge zeichnet ist;
2. Drehen der optischen Speicherplatte (12) um ihre Achse;
3. Beleuchten der Speicherplatte (12) mit einem Lesestrahl, der zu mindest teilweise von der Speicherplatte (12) reflektiert wird;
4. Detektieren des reflektierten Lesestrahls durch einen photosensi tiven Detektor (16) zum Erzeugen elektrischer Datensignale, die dem empfan genen Licht entsprechen; und
5. Bilden des Wertes für jedes Datensignal, wenn der Auslesestrahl eines der Hologramme beleuchtet und der reflektierte Lesestrahl ein vollständi ges Bild des gerade beleuchteten Hologramms auf den Detektor (16) wirft, wo bei:
die zusammenhängenden Hologramme in radialer Richtung, die recht winklig zur tangentialen Richtung der Spuren steht, als Fresnel-Hologramme aufgezeichnet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spuren eine Vielzahl von im wesentlichen gleich beabstandeter Datenpixel aufweisen und der Aufzeichnungsschritt folgende Einzelschritte aufweist:

a) Berechnen des komplexen elektrischen Feldes an der Oberfläche der Speicherplatte (12) für jedes aufzuzeichnende Hologramm, wobei ein ge wünschter Wert für das komplexe elektrische Feld an einem Detektorpixelarray vorgegeben ist;
b) Gruppieren von Sätzen von Datenpixeln entlang der Spuren in Überpixel;
c) Zuordnen eines elektrischen Feldwinkels zu jedem Datenpixel in nerhalb dem Überpixel in solcher Weise, daß die Überpixel eine Mehrzahl elek trischer Feldwinkel darstellen können; und
d) Beleuchten der Datenpixel jedes Überpixels in solcher Weise, daß jedes Überpixel im wesentlichen den berechneten elektrischen Feldwinkel an demjenigen Ort der Speicherplatte (12) angibt, der vom Überpixel eingenom men wird.

3. Vorrichtung zum Speichern und Auslesen holographischer Information, umfas send:

A) eine Antriebseinrichtung (28) zum Drehen einer optischen Spei cherplatte (12) um ihre Achse, welche Speicherplatte (12) eine Vielzahl koaxia ler Spuren, in denen eine Mehrzahl radial zusammenhängender individueller Hologramme als ein Fourier-Transformationshologramm in einer Richtung, die tangential den Spuren ist, aufgezeichnet ist, wobei jedes Hologramm ein vorge gebenes Datenmuster repräsentiert und entlang mindestens einer Spur aufge zeichnet ist;
B) eine optische Einrichtung (20, 22) zum Beleuchten der Speicher platte (12) mit einem Lesestrahl (18), der zumindest teilweise von der Speicher platte (12) reflektiert wird;
C) eine Detektoreinrichtung (16) mit einem Array photosensitiver De tektorpixel zum Detektieren der reflektierten Lesestrahlen (30) und zum Erzeu gen entsprechender elektrischer Datensignale; und
D) einen Pufferspeicher (94) zum Wiedergewinnen des Wertes jedes Datensignals, wenn der Lesestrahl (18) eines der Hologramme beleuchtet und der reflektierte Lesestrahl das vollständige Bild des gerade beleuchteten Holo gramms auf das Array von Detektorpixeln wirft, wobei:
E) jedes der zusammenhängenden Hologramme in radialer Richtung, also rechtwinklig zur tangentialen Richtung der Spuren, als Fresnel-Holo gramm aufgezeichnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spu ren der optischen Speicherplatte (12) eine Vielzahl von im wesentlichen gleich beabstandeter Datenpixel aufweisen.