DE2224350A1

DE2224350A1 - Anordnung zum auslesen von holografisch gespeicherten informationen

Info

Publication number: DE2224350A1
Application number: DE2224350A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Graf; Manfred Dr Lang
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-05-18
Filing date: 1972-05-18
Publication date: 1973-11-29
Also published as: US3832565A; DE2224350C3; BE799755A; IT1044234B; LU67607A1; DE2224350B2

Description

Anordnung zum Auslesen von holografisch gespeicherten Informationen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Auslesen von holografisch gespeicherten Informationen, bestehend aus einer Beleuchtungsquelle, einem Spe.ichermediura mit in Form von Unterhologramsen gespeicherten Informationen und einer Detektormatrix« '

In der Datenverarbeitung entwickelt sich ein ständig steigender Bedarf an Großspeichern. Infolge der hohen Dichte der im Querschnitt eines Lichtbündels unterzubringenden Informationen erscheinen optische Speicher besonders interessant.

Wird kohärentes Licht räumlich moduliert, so kann man die durch diese Lichtwelle transportierten Informationen holografisch speichern. In diesem Fall läßt sich jeder Raumfrequenz, d.h. jedem Interferenzstreifensystem, eine Einheit binärer' Information, ein bit, zuordnen. Sein Vorhandensein entspricht der binären i, sein Fehlen der binären O.

Jedem bit entspricht ein Punkt auf einer Gegenstandsoberflache, dessen zugehöriges Interferenzfeld auf der ganzen Hologrammflache gleichmäßig gespeichert wird. Die Punkte werden dabei als Raster im Raum angeordnet. Wird so ein Punkteraster von der der Eologrammfläche abgewandten Seite kohärent beleuchtet, so werden die binären Zahlen parallel in das Hologramm eingeschrieben.

Für jedes bit der parallel auszulesenden Informationen ist nun ein eigener Fotodetektor nötig. Bei begrenztem technischen Aufwand ist es ausgeschlossen, den gesamten Inhalt eines Großspeichers parallel auszugeben. Man kann jedoch die

30 98 48/0680

2 2 2 Λ 3 5

Speicherfläche in kleine Unterhologramme einteilen, deren Kapazität einem parallel auslesbaren Bruchteil der Gesamtkapazität entspricht und üblicherweise in der Größenordnung 10 bis 10' bit liegt. Beim Lesen wird jeweils nur ein Unterhologramm rekonstruiert, indera es durch einen Wiedergabestrahl vom Querschnitt der Fläche eines Unterhologramms beleuchtet wird. Der Strahl wird dabei mit einer Ablenkeinheit über die Speicherfläche geführt.

Die Speicherkapazität ist das Produkt aus der Zahl der Unterhologramcie - sie bestimmt die Zahl der durch die Ablenkeinheit unterscheidbaren'Strahlrichtungen - und der Kapazität eines Unterhologramms.

Um eine holografische Speicherplatts mit Unterhologrammen belegen zu können, muß der Beleuchttmgsstrahl jeweils auf den Ort der Speicherplatte gerichtet werden, an dem ein Unterhologramin eingeschrieben werden soll (siehe beispielsveise unsere ältere Anmeldung P 21 30 731.3> unser Aktenzeichen VPA 71/7068). Die Strahlführung erfolgt beispielsweise durch Verschieben der Linsenoptik in ihrer Ebene. Die von der Praxis geforderten hohen Speicherdichten bedingen große Bildraumwinkel der Linsenoptik. Dem Öffnungsverhältnis und dem Bildkreisdurchmesser der Linsenoptik sind jedoch Grenzen gesetzt, die die Speicherkapazität der Hologramiaplatte beschränken, so daß die erreichbare Gesamtkapazität mit
ist.

7 mit einer derartigen Anordnung auf einige 10 bit beschränkt

Die geometrischen Abmessungen der Detektormatrix sind mit der Gesamtkapazität des Datenträgers eines Holografiespeichers gekoppelt. Eine Detektormatrix hat - wie ein Mikroskop oder Auge auch - ein begrenztes Gesichtsfeld. Das hat zur Folge, daß man große Gesamtkapazitäten nur dann erreicht, wenn man sowohl die Speicherfläche als

VPA 9/712/2093 * -3-

309848/0680

auch die Fläche der Detektormatrix groß macht. So ist z.B. zum Auslesen eines geometrisch optimierten ebenen

10
10 bit-Speichers bei Verwendung der roten He-Ke-Laserlichtwellenlänge und unter Einhaltung technisch sinnvoller Sicherheitsabstände zwischen den rekonstruierten Lichtpunkten eine quadratische Detektormatrix von etwa 1 m Diagonalausdehnung erforderlich.

Solange man aber den Beleuchtungsstrahl mit Hilfe klassisch optischer Bauteile wie Linsen und Spiegel führt, ist man bemüht, mit möglichst kleinen integrierten Detektormatrizen zu arbeiten. Die Datenmasken des Holografiespeichers stimmen nämlich in ihren geometrischen Abmessungen mit der Detektormatrix überein und müssen beim· Einschreibvorgang von einem Objektstrahl beleuchtet v^erden, der auf die einzelnen Unterhologrammpositionen geschwenkt und fokussiert wird.

Zur Erhöhung der Speicherkapazität wird in unserer Anme3.dtmg VPA 7 2/'/ 0f)() vom gleichen Tag vorgeschlagen, daß das Speichermedium gekrümmt ist, um so das Gesichtsfeld einer vorgegebenen ebenen Detektormatrix zu erhöhen.

Der vorliegenden Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, mit der die Speicherkapazität eines derartigen holografischen Speichers weiter erhöht werden kann.

Ausgehend von einer Anordnung zum Auslesen von holografisch' gespeicherten Informationen der eingangs beschriebenen Art wird zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagen, daß die Detektormatrix aus mehreren Detektormatrizen derart zusammengesetzt ist, daß jeder Detektormatrize eine Teilfläche, des Speichermediums zugeordnet ist und daß korrespondierende Detektoren der einzelnen Detektormatrizen über eine gemeinsame Leitung zusammengeschaltet sind.

VPA 9/712/2093 -4-

309848/0680

Vorzugsweise weisen die einzelnen Detektormatrizen eine Polyederform auf.

Besonders günstig ist es, wenn die polyederförmigen Detektormatrizen zu einer polyederförmigen Detektormatrix angeordnet sind.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen die Detektormatrizen aus fünf Ecken und die Detektormatrix aus einem halben Dodekaeder.

Im folgenden soll die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer einzelnen Detektormatrize,

Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer zusammengesetzten Detektormatrix und

Figur 3 eine schematische Anordnung zum Auslesen von holografisch gespeicherten Informationen mit gekrümmter Speicherfläche.

Detektormatrizen vorgegebener Abmessung für holografische Datenspeicher können keine beliebig große Speicherfläche auslesen, da jede Detektormatrize nur ein begrenztes Gesichtsfeld aufweist. Es wurde nun gefunden, daß man die Speicherkapazität, die im schnellen wahlfreien Zugriff zugängig ist, vergrößern kann, wenn man mit mehreren Detektormatrizen arbeitet. Jede Detektormatrize ist dabei einem in ihrem Gesichtsfeld liegenden Teilgebiet einer größeren Speicherfläche zuzuordnen.

Figuri zeigt ein Ausführungsbeispiel einer einzelnen Detektormatrize 1, die die Form eines regelmäßigen Fünfecks aufweist. Diese Form weist den besonderen Vorteil auf, daß sich die

VPA 9/712/2093 -5-

309848/0680

einzelnen Detektormatrizen besonders günstig zu Polyederanordnungen zusammenbauen lassen, wie es beispielsweise in der Figur 2 dargestellt ist, die ein halbes Dodekaeder darstellt, das aus einer Vielzahl von fünfeckigen Detektormatrizen 1 zusammengebaut ist. '

Diese Dodekaederanordnung ist besonders günstig, wenn die Detektoranordnung zum Auslesen einer gekrümmten Speieherflache verwendet wird, wie es in der Figur 3 dargestellt ist. Mit 2 ist hier die gekrümmte Speicherfläche bezeichnet und mit 3 die halbe Dodekaederanordnung. Das Gesichtsfeld der gesamten Detektormatrix wird dadurch vergrößert, daß sich die zu den einzelnen Detektormatrizen gehörenden Gesichtsfelder addieren. Zur elektronischen Üatenweiterleitung werden korrespondierende Detektoren der einzelnen Detektormatrizen zusammengeschaltet. Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel ist das zugehörige Gesichtsfeld größer als 180°. Ein derartiges halbes Dodekaeder, das aus sechs fünfeckigen Detektormatrizen mit jeweils 10 cm Umkreis aufgebaut ist, kann bei einer Laserwellenlänge von A* - 3>66 . 10 cm etwa 4 . 10 ,bit auslesen. Der Mittelpunkt des halben Dodekaeders kann dabei vor, im oder hinter dem Krümmungsmittelpunkt der gekrümmten Speicherfläche angeordnet sein.

4 Patentansprüche
3 Figuren

VPA 9/712/2093 ' -6-

3098A8/068Q

Claims

Patentansprüche

ny Anordnung zum Auslesen von holografisch gespeicherten Informationen, bestehend aus einer Beleuchtungsquelle, einem Speichermedium mit in Form von Unterhologrammen gespeicherten Informationen und einer Detektormatrix, dadurch gekennzeichnet , daß die Detektormatrix aus mehreren Detektormatrizen derart zusammengesetzt ist, daß jede Detektormatrize einer Teilfäche des Speichermediuins zugeordnet ist und daß korrespondierende Detektoren der einzelnen Detektormatrizen über eine gemeinsame Leitung zusammengeschaltet sind.
2. Anordnung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet , daß die einzelnen Detektoraatrizen Polyederform aufweisen.
3. Anordnung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , daß die polyederförmigen Detektormatrizen zu einer polyederförmigen Detektormatrix engeordnet sind.
4. Anordnung nach Anspruch 3> dadurch g e k e η η -zeichnet , daß die Detektormatrizen aus Fünfecken bestehen und die Detektormatrix aus einem halben Dodekaeder besteht.

VPA 9/712/2093

309848/0680

Leerseite