Способ записи и считывания частотно-селективной оптической информации Советский патент 1986 года по МПК G11C13/04 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть применено в оптических и оптоэлектронных запоминающих устройствах, а более конкретно в запоминающих устройствах, использующих частотное измерение.

Известен способ записи и считывания частотно-селективной оптической информации, основанный на использовании светочувствительного материала, обладающего неоднородно уширенной полосой поглощения и испытывающего при воздействии лазерного излучения фотоиндуцированную реакцию, приводящую к образованию в этой полосе провалов, соответствующих битам данных в частотном измерении, запоминаемьпс в стабильном, основном состоянии материала. Запись и считывание информации осуществляется с помощью лазерного излучения, спектральная щирина которого меньше, чем неоднородная ширина полосы поглощения материала, а частота изменяется по отношению к частоте полосы поглощения в пределах ее неоднородной ширины. Для записи и считывания в зтом способе используются перестра.иваемьге лазеры с узкой линией геяерации и перестраиваемой частотой. Существенным недостатком данного способа является сложность устройства для его реализации.

Наиболее близким к предлагаемому является способ записи и считьгоания частотно-селективной оптической информации, заключающийся при записи в освещении светочувствительного материала с .неоднородно ущиренной полосой поглощения, способного к Лотоиндуцированному образованию провалов в полосе поглощения лазерным излучением, спектральная щирина которого меньше пшрины неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала, и в частотном сканировании лазерного излучения в пределах неоднородно ущиренной полосы поглощения светочувствительного материала, а при считывании в освещении светочувствительного материала лазерным излучением, спектральная щирина которого меньше ширины неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала, в частотном сканировании лазерного излучения в пределах неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала и в регистрации интенсивности лазерного излучения, прошедшего через светочувствительный материал. При этом способе с целью повьш1ения его надежности частотное сканирование при записи и считывании осуществляют приложением к светочувствительному материалу изменяющегося электрического поля. ,

Запись и считьшание производится в основном, стабильном состоянии материала, способного как к обратимо5му, так и необратимому образованию провалов в неоднородной уширенной полосе поглощения лазерным излучением.

Однако в этом способе чувствитель0ность материала при записи информации жестко ограничена его свойствами в стабильном состоянии, что при больших мощностях записьшакяцего лазгрного излучения приводит к пере5греву светочувствительного материала, а при малых - к уменьшению быстродействия при записи.

Целью предлагаемого изобретения является повьш1ение оптической чувст0вительности при записи информации.

Эта цель достигается тем, что в известном способе, заключающемся при записи в освещении С)зеточувст1вительного материала с неоднородно уширенной полосой поглощения, способного к обратимому фотоиндуцированноМу образованию провалов в полосе поглощения лазерным излучением, спектральная ширина которого меньше

0 ширины неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала, и в частотном сканировании лазерного излучения в пределах неоднородно уширенной полосы погло5щения светочувствительного материала, а при считывании - в освещении светочувствительного материала лазерным излучением, спектральная ширина которого меньше ширины неоднородно уши0 ренной полосы поглощения светочувствительного материала, в частотном / сканировании лазерного излучения в пределах неоднородно ущиренной полосы поглощения светочувствительного

5 материала и в регистрации интенсивности лазерного излучения, прошедшего через светочувствительный материал, при записи дополнительно осве3

щают светочувствительньш материал лазерным излучением и осуществляют частотное сканирование лазерным излучением в пределах неоднородно уширенной полосы поглощения метастабильного состояния светочувствичельного материала, а при считыбаHWff частотное сканирование производят в пределах неоднородно уширенной полосы метастабильного состояния светочувствительного материала. I- На фиг, 1 приведена блок-схема устройства, позволяющего реализовать предложенной способ; на фиг. 2 полосы поглощения светочувствительного материала с образованными в них провалами.

Излучение лазера 1, имеющего част ту генерации , лежащую в пределах неоднородно уширенной полосы 2 поглощения светочувствительного материала в исходном стабильном состоянии, через затвор 3, светоделительную пластину 4 и прозрачные электроды 5 попадают на светочувствительньш материал 6, Интенсивность лазера 1 имеет величину, достаточную для того, чтобы вызвать в материале 6 фото индуцированную реакцию. Сканированием частоты i лазера 1 в пределах полосы 2 получают щирокий провал 7 3 полосе 2 и интенсивную полосу 8 поглощения. Этот процесс физически соответствует переводу части оптически активных центров материала в новое, метастабильное состояние, в котором эти центры формируют новую

нЕеоднородно уширенную полосу 8 поглощения, в результате материал подгото лен к записи информации. Излучение лазера 9 с частотой генерации g , находящейся в пределах полосы 8 и имющего спектральную ширину, меньшую ширины .полосы 8, через затвор 10, фильтр 11, зеркало 12, светоделительную пластину 4 и прозрачные электроды 5 попадает на светочувствительный материал 6. Излучение лазера 9 имеет интенсивность, достаточную для того, чтобы вызвать в материале фотоиндугщрованную реакцию, которая приводит к образованию в полосе 6 по частоте лазера 2 провала-(бита)13, соответствуклцего записи бита данных, Сканированием частоты лазера 9 в пределах полосы 8 записывают следующий бит 14 на частоте -Sj . Считьюание производят детектором 15, умень023874

шив предварительно фильтром 11 интенсивность попадающего на материал 6 излучения лазера 9: на частоте 9 бита 13, на частоте бита 14. В

5 результате записи битов 13 и 14 провал 7 в.полосе 2 частично восста-. навливается до состояния провала 16, что физически соответствует возвращению части оптически активных

О центров из метастабильного в стабильное состояние. Для стирания iбитов 13 и 14 повторным воздействием лазера 1 на материал 6 восстанавливают провал 7, в

15 результате чего восстанавливается полоса 8.-Производят запись новых битов данных. Сканирование частот генерации лазеров 1 и 9 в пределах полос 2 и 8 соответственно, можно

20 осуществлять перестройкой частот генерации этих лазеров или помещением материала 6 в изменяющееся по величине электрическое поле путем приложения к электродам 5 на25 пряжения от генератора 17. Формирование широкого провала 7 можно также осуществлять, заменив воздействие лазера 1 со сканированием частоты в пределах полосы 2 на осве30 щение материала 6 источником сплошного спектра с полосой, излучения, лежащей в пределах полосы 2 поглощения. В качестве такого источника можно использовать, например, лампу

35 накаливания со светофильтром, nponycfкающим указанную полосу излучения.

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с базовым объектом, может служить прототип,,

является повьш1ение чувствительности

и, следовательно, скорости-при записи информации. Поскольку в предла- гаемом способе запись производится в полосе поглощения метастабильного : 5 состояния материала и физически соответствует переводу оптически активных центров из метастабильного в стабильное состояние, скорость этого перехода, а следовательно.

и чувствительность при записи оказываются больше, чем при записи в полосе поглощения стабильного состояния материала, соответствующей противоположному процессу перевода оптически активных центров из стабильного в метастабильное состояние. Примером того, что скорость перехода из метастабильного состояния в стабильное больгае скорости обратного процесса могут слзокить результаты работы, согг .сно которым для линейчатых спектров поглощения хлорина в Н - гексане отношение скоростей этих процессов составляет 10.

Кроме того, предлагаемый способ записи и считывания автоматически включает в себя и возможность стирания информации, осуществляющийся аналогично процессу подготовки светочувствительного материала к записи информации.

СПОСОБ ЗАПИСИ И СЧИТЫВАНИЯ ЧАСТОТНО-СЕЛЕКТИВНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЩШ, заключающийся при записи в освещении светочувствительного материала с неоднородно уширенной полосой поглощения, способного.к обраттюмуфотоиндуцированному образованию провалов в полосе поглощения лазерным излучением, спектральная ширина которого меньше ширины неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствигтельного материала, и в частотном Сканировании лазерного излучения в пределах неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала, а при считьгоании - в освещении светочувствительного материала лазерным излучением, спектральная ширина которого меньше ширины неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного матери.ала, в частотном сканировании лазерного излучения в пределах неоднородно уширенной полосы поглощения светочувствительного материала и регистрации интенсивности лазерного излучения, прошедшего через светочувствительный материал, от л ичающийся тем, что, с целью повьш1ения оптической чувствительности способа, при записи дополнительно освещают светочувствительный материал лазерным излучением и осуществляют частотное сканирование лазерным излучением в пределах , неоднородно уширенной полосы поглощения метастабильного состояния- светочувствительного материала, а при считьшании частотное сканирование производят в пределах неоднородно уширенной полосы метастабильного состояния светочувствительного маоо териала . 00