способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации
Классы МПК: | G11B7/00 Запись или воспроизведение с помощью оптических средств, например запись с использованием теплового луча оптического излучения, воспроизведение с использованием оптического луча при более низкой мощности; носители записи для этого G02F1/11 основанные на оптико-акустических элементах, например с использованием дифракции звуковых или подобных механических колебаний |
Автор(ы): | Штейнберг И.Ш., Щепеткин Ю.А. |
Патентообладатель(и): | Институт автоматики и электрометрии СО РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-01-10 публикация патента:
10.01.2001 |
Способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации относится к области информатики и вычислительной техники и может быть использован преимущественно в цифровых оптических системах памяти. При записи двумя пучками оптического излучения облучают акустооптическую ячейку, в которой формируют цуг ультразвуковых колебаний, частота которого меняется по пилообразному закону. Дифрагированные на ячейке пучки фокусируют и совмещают на адресуемом слое объемного материала и производят запись образовавшейся интерференционной картины. Направление сканирования выбирают так, чтобы строка интерференционных картин, сформированная в результате сканирования и движения носителя, была ориентирована перпендикулярно направлению движения носителя информации. При считывании частоту света одного из пучков сдвигают относительно частоты другого. Обоими воспроизводящими пучками облучают акустооптическую ячейку, в которой формируют вышеупомянутый цуг ультразвуковых колебаний. Каждый последующий цуг вводят с задержкой относительно предыдущего, а длительность задержки регулируют. Дифрагированные на ячейке пучки фокусируют и совмещают на адресуемом слое материала объемного носителя информации, полученную интерференционную картину совмещают с предварительно записанной интерференционной картиной, а сигнал воспроизведения получают выделением высокочастотной составляющей из электрического сигнала на выходе фотоприемника. Технический результат - увеличение скорости записи и считывания двоичной информации. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации, при котором при записи формируют два когерентных друг другу сфокусированных пучка оптического излучения, модулируют их в соответствии с информационным содержанием, пространственно совмещают их на адресуемом слое материала объемного носителя информации, производят запись образовавшейся интерференционной картины путем экспонирования материала носителя информации, причем глубину интерференционной картины устанавливают меньше, чем толщина объемного носителя информации, а для записи информации в других слоях носителя производят относительное перемещение зоны пересечения записывающих пучков и объемного носителя по его глубине, при воспроизведении информации формируют два сфокусированных пучка, частота излучения одного из которых отлична от частоты излучения другого, пучки воспроизведения пространственно совмещают на адресуемом слое объемного носителя информации, совмещают записанную интерференционную картину с интерференционной картиной, полученной от совмещения воспроизводящих пучков, а сигнал воспроизведения получают выделением высокочастотной составляющей из электрического сигнала на выходе фотоприемника, отличающийся тем, что двухпучковую интерференционную запись производят на движущийся носитель, записывающими пучками облучают акустооптическую ячейку, в которой формируют цуг ультразвуковых колебаний, частота которых меняется по пилообразному закону, дифрагированные на ячейке пучки фокусируют и совмещают на адресуемом слое носителя информации, причем направление сканирования выбирают так, чтобы строка интерференционных картин, сформированная в результате сканирования и движения носителя, была ориентирована перпендикулярно направлению движения носителя, а при считывании, которое производится с движущегося носителя, воспроизводящими пучками облучают акустооптическую ячейку, в которой формируют вышеупомянутый цуг ультразвуковых колебаний, каждый последующий ультразвуковой цуг вводят с задержкой относительно предыдущего, причем длительность задержки регулируют, сканирование интерференционной картины, образованной в результате совмещения дифрагированных на ячейке пучков на требуемом слое материала носителя информации, производят так, чтобы строка, сформированная в результате сканирования и движения носителя, была ориентирована перпендикулярно направлению движения носителя информации.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области информатики и вычислительной техники и может быть использовано в цифровых оптических системах памяти. Известен способ записи информации [1], основанный на формировании пучка света, освещении им зеркального барабана, фокусировании сканирующего пучка движущимся микрообъективом, облучении сфокусированным пучком многослойной регистрирующей среды и образовании обнаружимых изменений в произвольном заданном слое. Нерешенной задачей в этом способе является ограничение скорости записи и считывания, связанные с наличием механического сканера. Известен также способ записи информации [2], основанный на формировании по крайней мере двух сфокусированных пучков света: информационного и опорного, облучении ими объемного материала, носителя информации, и образовании обнаружимых изменений в области их пересечения. Увеличение скорости записи в этом способе достигается применением многоканальной записи. При этом информационный пучок освещает одномерный модулятор света и уменьшенное изображение модулятора переносят в требуемый слой объемного носителя информации. Однако данный способ характеризуется тем, что при переходе от записи единичного информационного пита к параллельной записи целой строки плотность записи падает. Это падение обусловлено тем, что для проведения однородной по всей строке записи размер перетяжки опорного пучка и размер элемента информационной строки необходимо увеличить по сравнению с размером, определяющим максимальную плотность записи. Таким образом, увеличение скорости записи сопровождается уменьшением плотности регистрации информации. Известен наиболее близкий по технической сущности способ многослойной записи и воспроизведения информации [3], основанный на формировании двух сфокусированных когерентных оптических пучков, пространственном совмещении их на адресуемом слое объемного носителя информации. Для проведения записи в других слоях производят относительное перемещение зоны пересечения пучков и объемного носителя по его глубине. Нерешенной задачей этого способа является то, что в нем не разработаны средства, обеспечивающие высокую скорость записи и считывания в каждом адресуемом слое. Целью предлагаемого способа является увеличение скорости записи и считывания двоичной информации. Поставленная цель достигается тем, что при записи формируют два пучка оптического излучения, модулируют их в соответствии с информационным содержанием, облучают обоими пучками акустооптическую ячейку, в которой формируют цуг ультразвуковых колебаний, частота которого меняется по пилообразному закону. Дифрагированные на ячейке пучки фокусируют и совмещают на адресуемом слое материала объемного носителя информации и производят запись образовавшейся интерференционной картины. Направление сканирования выбирают так, чтобы строка интерференционных картин, сформированная в результате сканирования и движения носителя, была ориентирована перпендикулярно направлению движения носителя информации. При считывании частоту света одного из пучков сдвигают относительно частоты другого. Обоими воспроизводящими пучками облучают акустооптическую ячейку, в которой формируют вышеупомянутый цуг ультразвуковых колебаний. Каждый последующий ультразвуковой цуг вводят с задержкой относительно предыдущего, причем длительность задержки регулируют. Дифрагированные на ячейке пучки фокусируют и совмещают на требуемом слое материала объемного носителя информации, а полученную интерференционную картину совмещают с предварительно записанной интерференционной картиной. Сканирование интерференционной картины, образовавшейся при пересечении воспроизводящих пучков, производят так, чтобы строка, сформированная в результате сканирования и движения носителя, была ориентирована перпендикулярно направлению движения носителя информации. Новыми предложенными признаками являются следующие: двухпучковую интерференционную запись в адресуемом слое производят на движущийся носитель, записывающими пучками облучают акустооптическую ячейку, в которой формируют цуг ультразвуковых колебаний, частота которых меняется по пилообразному закону, дифрагированные на ячейке пучки фокусируют и совмещают на адресуемом слое носителя информации, причем направление сканирования выбирают так, чтобы строка интерференционных картин, сформированная в результате сканирования и движения носителя, была ориентирована перпендикулярно направлению движения носителя. При считывании, которое производится с адресуемого слоя движущегося носителя, воспроизводящими пучками облучают акустооптическую ячейку, в которой формируют вышеупомянутый цуг ультразвуковых колебаний, каждый последующий ультразвуковой цуг вводят с задержкой относительно предыдущего, причем длительность задержки регулируют, сканирование интерференционной картины, образованной в результате совмещения дифрагированных на ячейке пучков на требуемом слое материала носителя информации, производят так, чтобы строка, сформированная в результате сканирования и движения носителя, была ориентирована перпендикулярно направлению движения носителя информации. Предлагаемый способ проиллюстрирован с помощью чертежа (а, б). На чертеже (а, б) приведена в двух проекциях оптическая блок-схема устройства, реализующего заявленный способ. (а представляет проекцию блок-схемы в плоскости XZ; б представляет проекцию блок-схемы в плоскости YZ). Поясним способ на примере работы устройства, реализующего этот способ. Устройство содержит лазерный источник света 1, объектив 2, акустооптический модулятор (АОМ) 3, объектив 4, цилиндрическую линзу 5, акустооптическую ячейку (АОЯ) 6, цилиндрическую линзу 7, объектив 8, объектив 9, объемный материал - носитель информации 10, устройство поперечного перемещения материала 11, устройство продольного перемещения объектива (9) 12, фотоприемник 13. Запись информации предлагаемым способом осуществляется в следующей последовательности. Световой пучок, генерируемый лазером 1, фокусируется объективом 2 в АОМ 3. Синусоидальный электрический сигнал с частотой![способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации, патент № 2161827](/images/patents/310/2161122/969.gif)
![способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации, патент № 2161827](/images/patents/310/2161122/969.gif)
![способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации, патент № 2161827](/images/patents/310/2161122/969.gif)
![способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации, патент № 2161827](/images/patents/310/2161122/969.gif)
![способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации, патент № 2161827](/images/patents/310/2161122/969.gif)
![способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации, патент № 2161827](/images/patents/310/2161122/969.gif)
![способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации, патент № 2161827](/images/patents/310/2161021/8776.gif)
![способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации, патент № 2161827](/images/patents/310/2161034/183.gif)
![способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации, патент № 2161827](/images/patents/310/2161034/183.gif)
![способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации, патент № 2161827](/images/patents/310/2161021/8776.gif)
![способ многослойной оптической записи и воспроизведения двоичной информации, патент № 2161827](/images/patents/310/2161021/8776.gif)
1. Патент США N 4219704, кл. G 11 В 7/00, 1980. 2. Патент США N 5325324, кл. G 11 C 11/42, 1994. 3. Авторское свидетельство СССР N 17629233, кл. G 11 В 7/00, 1990.
Класс G11B7/00 Запись или воспроизведение с помощью оптических средств, например запись с использованием теплового луча оптического излучения, воспроизведение с использованием оптического луча при более низкой мощности; носители записи для этого
Класс G02F1/11 основанные на оптико-акустических элементах, например с использованием дифракции звуковых или подобных механических колебаний