SU1043584A1 - Голографическое устройство записи и воспроизведени электрических сигналов - Google Patents

Abstract

ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО . ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее источник когерентного света, делитель, расположенные последовательно, опорный и предметный каналы с оптическими элементами дл  сведени  лучей на носитель записи, модул тор, расположенный в предметном канале, и блок восстановлени  с фотоэлектрическим преобразо вателем, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повьшени  надежности и качества работы устройства, модул тор выполнен в виде линейного многоканального модул тора света, а фотоэлектрический преобразователь в виде линейного многоэлементного фотоприемника, при этом в устройство дополнительно введены оптическа  многоканальна  система формировани  сигнальных пучков,, коммутатор, запоминающие  чейки и блок формировани  считанного сигнала, причем каждый из выходов коммутатора подсоединен к управл ющему входу одной из запоминающих  чеек, которые выходами подеое:динены к входам линейного многока;нального модул тора света.

Description

Изобретение относитс  к области голографической записи информации и предназначено дл  записи и воспроизведени  измен ющихс  во времени элек трических сигналов, а также дл  хранени  записей этих сигналов и может быть использовано в телевизионной технике дл  создани  устройств записи , хранени  и воспроизведени  телевизионных цветных программ (сигналов ) , в технике звукозаписи, в геоло горазведочных и других комплексах дл  записи данных сейсмодатчиков, в вычислительной технике в качестве устройств пам ти большого объема и т.д. Известно покадровое голографирование электрических сигналов. В устройствах покадровой записи телевизионных сигналов телевизионньй элек трический сигнал записываетс  в виде кадров на транспарантах, которые голографируютс  по схеме Фраунгофера. При воспроизведении информации с таких голограмм над поверхностью носител  создаетс  неподвижное изображение в виде сетки из равноудаленных свет щихс  дорожек, кажда  из которых образует одномерное распределение амплитуд. Информаци  считываетс  фотоприемником, который следует за дорожкой, з еличенной через микроскоп . Основным недостатком покадровой голографической записи электрических сигналов  вл етс  сложность устройства слежени  за дорожкой при считывании информации. Наиболее близким к изобретению  вл етс  голографическое устройство записи и воспроизведени  голографических сигналов, содержащее источник когерентного света, делитель, расположенные последовательно, опорный и предметный каналы с оптическими элементами дл  сведени  лучей на носител записи, модул тор, расположенный в предметном канале, и блок восстановлени  с фотоэлектрическим преобразователем . Устройство основано на прин ципе поэлементной записи, при этом электрический сигнал управл ет модул тором , который установлен в сигнальном луче голографического устрой ства. Картина интерференции когерент ных сигнального и опорного лучей,измен юща с  как функци  электрического сигнала, регистрируетс  в виде голограммы на движущемс  относительно этих лучей фоточувствительном носителе .. При считывании информации с двнГ-. жущегос  носител  восстановленное светом изображение с помощью фотоэлектрического преобразовател  оказываетс  представленным в виде электрического сигнала, идентичного исходному Недостатком такого устройства  вл етс  необходимость при записи и воспроизведении в реальном масштабе времени высокочастотных электрических сигналов, например телевизионных, перемещать носитель с высокой скоростью , соответствующей максимальной частоте спектра сигнала, а также необходимость высокой стабильности скорости перемещени  носител . Кроме того, сложной  вл етс  система управлени  оптического модул тора изза высокой частоты его переключений и высоки требовани  к быстродействию фотоприемного устройства. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности и качества работы . устройства путем уменьшени  скорости относительного движени  носител , ослаблени  требований к стабильности скорости движени , быстродействию модул тора и фотоприемника и его чувствительности . . Это достигаетс  тем, что в голографическом устройстве записи и воспроизведени  электрических сигналов, содержащем источник излучени , делитель , расположенные последовательно , опорный и предметный каналы с оптическими элементами дл  сведени  лучей на носитель записи, модул тор, расположенный в предметном канале, и блок восстановлени  с фотоэлектрическим преобразователем, модул тор выполнен в виде линейного многоканального модул тора.света, а фотоэлектрический преобразователь - в виде линейного многоэлементного фотоприемника , при этом в устройство дополнительно введены оптическа  многоканальна  система формировани  сигнальных пучков, коммутатор, запоминающие  чейки и блок формировани  считанного сигнала, причем каждый из выходов коммутатора подсоединен к управл ющему входу одной из запоминающих  чеек, которые своими выxoдa IИ

подсоединены к входам линейного многоканального модул тора света.

В качестве модул тора света используетс  линейный многоканальный имеющий N каналов модул тор света и .дополнительно используетс  коммутатор и запоминающие  чейки. Коммутато распредел ет исходный, электрический сигнал последовательно на N запоютна ющих  чеек через определенные промежутки времени, равные половине периода максимальной частоты спектра электрического сигнала. Эти промежутки времени можно назвать временем существовани  элементарных сигналов, из которых складываетс  исходный злектрический сигнал; Запоминающие  чейки сохран ют исходную величину модулирующего сигнала на соответствующих элементах модул тора в течение времени , больщего чем интервал между переключени ми коммутатора, но меньшего , чем общее врем  переключени  всех N каналов модул тора. Это поэво л ет.увеличить врем  записи элементарного сигнала, уменьшить скорость и частоту переключений отдельных каг налов модул тора по сравнению с обычной одноканальной схемой записи элек

трических сигналов,

I -..

При воспроизведении записи с движущегос  с той же скоростью, что и при записи, носител  используетс  лганейный многоэлементный фотоприем- / ник, имеющий N приемных элементов, на которые последовательно с частог .той переключени  коммутатора при записи попадают изображени , восстанов леншле с голограммы. Они освещаю.т калздый элемент фотоприемника в течение времени, равного времени запоминани  Сигнала в соответствующей запоминающей  чейке при записи. Так как это врем  больше времени- существовани  .элементарного сигнала, то, следовательно , имеетс  дополнительное врем  дл  -накоплени  сигнала в фотоприемнике и есть возможность исполь- зовать фотоприемник с ме,ньшей чувствительностью или уме ньшить мощность источника света дл  считьшани  голограммы . Дл  формировани  считанного электрического сигнала при воспроизведении используетс  блок, который осуществл ет последовательный опрос элементов фотоприемника с частотой переключени  коммутатора при записи.

В качестве фотопреобразовател  дл  воспроизведени  может быть использовано также устройство типа телевизионной переда ющей трубки, например видикон. Тогда оно заменит линейный многоэлементный фотоприемник и блбк формировани  вьгходного сигнала и будет выполн ть их функции.

На фиг,1 показана схема записи электрических сигналов в голографическом устройстве записи и воспроизведени ; на фиг.2 показан один из вариантов временной диаграммы работы оптического модул тора (а --распределение амплитуды исходного электрического сиг нала; Ъ - амплитуда сигнала в первом канале модул тора, с амплитуда сигнала во втором канале модул тора , d - амплитуда сигнала в . 1-ом канале модул тораj е - амплитуда сигнала в N-OM канале модул тора), на фиг..З дана схема воспроизведени  электрических сигналов в голографйческом устройстве записи и воспроизведени .

I , ; . .

Схема записи электрических сигналов состоит из источника когерентного света - лазера 1, делител  2, канала опорного луча. 3, фоточувствительного носител  записи 4, канала сигнального луча 5, зеркала 6, цилиндрических линз 7 и 8, линейного многоканального модул тора света 9, цилиндрической линзы 10, голограммной дорожки 11, коммутатора 12 и запоминающих  чеек 13.

Запись осуществл етс  следуимцим образом . Свет, излучаемый лазером 1, делитс  на зеркале 2 на два луча. Один из них, отраженный зеркалом 2, образует опорный луч 3, который направл етс  на фоточувствительньй носитель 4. Другой луч 5, прошедший через зеркало 2,  вл етс  сигнальны Отразившись отзеркала 6, сигнальный луч расшир етс  телескопической системой цилиндрических линз 7 и S и освещает линейный многоканальный модул тор света, а затем сводитс  цшишд рической линзой 10 на поверхности но сител  4 в месте падени  опорного луча 3. Линзы 7,8,10 и модул тор 9 расположены так, что сигнальный луч 5 расшир етс  в одной плоскости с опорным лучом 3. При перемещении носител  4 на его фоточувствительном слое записьюаетс  голограммна  дорожка 11; Необходима  дл  записи скорость перемещени  носител  4 определ етс  шириной (размером) засвечиваемого в момент съемки п тна на поверхности фотосло  вдоль направле.ни  движени  и частотой переключений отдельного Г канала модул тора. Скорость V перемещени  тем меньше, чем меньше ширина п т на и частоту переключений. Электрический сигнал F(с) подаетс  на вход коммутатора 12, который через определенные промежутки времени, равные периоду мак симальной частоты спектра электричес кого сигнала, последовательно распре дел ет сигнал на N зaпo шнaющиx  чее 13. Запоминающие  чейки сохран ют ис ходную величину модулирующего сигнала дл  управлени  соответствующими каналами модул тора света 9 в течени времени, которое может быть больше половины периода максимальной частоты сигнала, но не больше общего времени переключени  всех N каналов модул тора . Как коммутируетс  сигн.ал в различ ные каналы модул тораи какова длительность управл ющих сигналов в каналах модул тора света, представлено на фиг.2. Схема воспроизведени  электрических сигналов с. голограммыJ котора  .состоит из считывающего луча 14, голограьмной дорожки 11, носител  запи си 4, восстановленных лучей I5j линейного многоэлементного фотоприемника 16 и блока 17 формировани  считанного сигнала, показана на фиг.3. Воспроизведение осуществл етс  следующим образом. Считьшанщий лазерный лз 14 освещает голограммную дорожку 11, расположенную на носителей, который перемещаетс  вдоль дорожки со скоростью , равной скорости движени  носител  при записи. Восстановленные с .голограммы лучи 15 попадают на много элементный фотоприемник, имеющий N  чеек (элементов). Считывание электрических сигналов с элементов фотоприемника осуществл етс  с помощью блока, который последовательно oiipaпшвает все элементы .фотоприемника и формирует на выходе исходный-электрический сигнал, который был записан на носителе. Скорость или частота опроса элементов фотоприемника йри этом равна частоте переключений коммутатора при записи. Врем  существовани  элементарного светового сигнала на элементе фотоприемника .равно времени, в течение которого запоминающа   чейка сохран ет управл ющий сигнал на модул торе . Временна  диаграмма работы элементов фотоприемника аналогична диаграмме работы соответствующих каналов модул тора при записи (фиг.2, Ье ), а на выходе будет наблюдатьс  электрический сигнал, аналогичный показанному на фиг.2,а. Дл  воспроизведени  вместо многоэлементного фотоприемника и блока опроса и формировани  выходного сигнала можно также использовать оптоэлектронный преобразователь с последовательным считьюанием, например видикон , в котором объединены функции многоэлементного фотоприемника и блока формировани  выходного сигнала. Предлагаемое устройство сохран ет такие достоинства голографического метода, как повьш1енна  надежность и высока  плотность записи информации. Вместе с тем, предлагаемое устройство позвол ет снизить скорость движени  носител  при записи и воспроизведении и снизить требовани  к стабильности движени , что особенно важно при записи и воспроизведении высокочастотных электрических сигналов. Так, при регистрации цветных телевизионных программ на дисках стандартных размеров диаметром до 30 см скорость вращени  диска может быть доведена до 78j 33 и менее об/мин. Это позволит использовать в видеопроигрывател х соответствующие узлы, двигатели и электронные блоки управлени  существующих электрофонов или магнитофонов .

f/2...t...V n-..L...N i2...L

/2...i...V /...i.

1043584

1, -

Claims (1)

1. ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ЗАПИСИ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ, содержащее источник когерентного света, делитель, расположенные последовательно, опорный и предметный каналы с оптическими элементами для сведения лучей на носитель записи, модулятор, расположенный в предметном канале, и блок восстановления с фотоэлектрическим преобразователем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и качества работы устройства, модулятор выполнен в виде линейного многоканального модулятора света, а фотоэлектрический преобразователь в виде линейного многоэлементного фотоприемника, при этом в устройство дополнительно введены оптическая ;

   многоканальная система формирования сигнальных пучков,, коммутатор, запоминающие ячейки и блок формирования g считанного сигнала, причем каждый из выходов коммутатора подсоединен к . управляющему входу одной из запоминающих ячеек, которые выходами подсое:динены к входам линейного многока:нального модулятора света.