Носитель информации Советский патент 1984 года по МПК G11C13/04 

ЯШ

yff-:-f : Изобретение относится к вычислительной технике и может быть исполь зовано в запоминающих устройствах вычислительных машин. Известен носитель информации, в котором посредством стимулированног светового эха возможна запись формы световых импульсов, в которьк заклю чена двоичная информадая для вычислительных машинке последующим считыванием этой информации. В качестве такого носителя используют оптически .однородные среды с резонансным неоднородно уширенным спектром примесного поглощения, в которых соблюдаются необходимые условия для возникновения светового эха.{. , 1. Для времени Т фазовой релаксации возбужденного состояния в носителе, -в течение которого возбужде ное состояние еще помНит фазу элект ромагнитной волны возбуждающего импульса, должны соблюдаться требования,4i,. гдeДtJ,4t соответственно длительности кодового, запускающего и счит вающего импульсову ta - моменты подачи кодового и запускающег импульсов. 2. Дипольный момент рабочего перехода примесного иона или молекулы в носителе должен быть доста точно большим для того, чтобы при взаимодействии света с веществом .площадь светового импульса т.н ui Л E{i)cli, i где р - матричный элемент дипольно го момента перехода} - E(t)- амплитуда электрического п ля светового импульса; i - длительность импульса, имел бы порядок величины Кв случа стимулированного светового эха Sj, вс«.1Г/2). В качестве сред для такого носи теля информации используют такие кристаллы как рубин и LaFjP и т Некостаткама известного носител являются малая эффективность при с тыванин (максимально 10 -10от интенсивности считывающего импульс что определяется отсутствием возмо 1 3 ности реализации в носителе более эффективных, методов, а также малое время хранения информации, которое определяется конечным временем жизни возбужденного состояния примеси в носителе и составляет в случае метастабнльных состояний максимально 10 -100 с. Кроме того, указанный носитель информации имеет неоднородное уширение порядка 0,1-1 см,которое не позволяет восстановить форму пикосекундных импульсов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является носитель информации, содержащий твердый раствор фотохимически активных примесных молекул с неоднородно ущиренным спектром поглощения с шириной Л , в спектрах поглощения индивидуальных примесных молекул (однородных спектров) которого существует линия с шириной , отстоящая от других участков спектра на расстоянии,, превьщ1ающем 4 i Информация записывается облучением раствора на дискретном множестве частот внутри неоднородно уширенной полосы поглощения и считывается измерением коэффициента пропускания (или других оптических характеристик) на этих частотах.При использовании двоичной записи на площади 1 (максимально возможная фокусировка светового луча) можно записать информацию, максимальная величина крторой определяется сортнрщением Л/Г С23. Данный носитель характеризуется отсутствием возможности записи в нем информации в пикосекундном временном диапазоне с последующим считыванием с высокой эффективностью. Указанный недостаток связан с тем, что в нем не соблюдается требование сохранения . фазовых соотношений светового сигнала при записи и считывании, и не выполняются необходимые требования к изготовлению носителя для обеспечения достаточного контраста при записи для эффективного считывания. Цель изобретения - повышение быстродействия при записи информации за счет обеспечения возможности записи информации в пикосекундном временном диапазоне и повьшение надежности при считывании за счет повышения оптической эффективности. Поставленная цель достигается тем, ЧТ9 в носителе информа дии, содержащем прозрачньй корпус с размещенным в нем активньм элементом, активный элемент выполнен из оптически однородного фотохимически активного вещества с резонансным неоднородно уширенным спектром примесного поглощения шириной 50-500 см с оптической плотностью 2-4 в рабочей области спектра, причем время фазовой релаксации веще ства превышает длительность записываемого сигнала. При этом фотохимически активное вещество выполнено в виде твердого раствора Hj-тетра-(трет.-бутил)-порфир зина в полимеризированном стироле. Оптическая однородность гарантирует сохранение фазовых соотношений импульсного излучения, что необходимо для предотвращения искажений как при записи, так и при считывании. Большая ширина неоднородной рабочей полосы (50-500 см) необходима для обеспечения адекватной записи и считывания временных профилей, в котором характерное время изменения в диапазоне 0,5-10 пс, полуширин аспект ра которьк составляет порядка 120 см--. Большая оптическая плотность (D 2-4) в рабочей области спектра необходима для записи характеристик им пульс ног о из лучения в импульсной характеристике носителя (импульсная ха рактеристика носителя, в котором записаны характеристики импульсного из лзтаения, представляют собой фурьеобраз последовательности импульсов (кодовый и опорный и шyльc), которые направляют на носитель, ив cneicTpe пропускания она выражается как одновременно записанный провал со слсякной тонкой структурой) с высоким контрастом (единичный структур ный элемент импульсной характеристики записывается в спектре пропускания с контрастом 10-90%). За счет такого высокого контраста импульсной характеристики при линейной фильтра|ции считывающим импульсом достигается эффективность 1-10% от интенсивности считывакицего импульса. Время фазовой релаксации Т, т.е. время, в течение которого возбужденное состояние пЬмнит фазу электромагнитной волны возбуждающих импуль,сов, должно превьш1ать длительность записываемого сигнала-, поскольку за- 55

пись в импульсной характеристике носителя производится за счет интерференции последовательности подаваеля, который имеет большую эффективность и повторяет форму кодового импульса. мых импульсов в возбужденном состоянии носителя информации. Время фазовой релакса1щи Tj увеличивается при охлаждении и составляет максимально 0,1-100 НС. Носитель выполнен в виде пластинки с толщиной t10 мм при ошрине неоднородного уши ренного спектра примесного поглощения 50-500 и обеспечивает необходимую оптическую плотность ( 2-4) без повышения концентрации примеси до величины моль/л при которых происходит уменьшение времени фазовой релаксации возбужденного состояния примеси, что ограничивает длительность записываемого сигнала и ведет к искажению его формы. Для выполнения всей совокупности приведенных требований носитель (твердый раствор) изготавливают путем полимеризации раствора Н -тетра-Стрет.бутил)-порфиразина в стироле. На чертеже изображен предлагаемьй носитель информации. Устройство содержит фотохимически активный элемент 1, разнещенный в корпусе 2. В качестве фотохимически активного элемента 1 мсякет быть использован, например, твердый раствор Н -тетра(трет.-бутил)-порфиразина в полистироле с концентрацией 10 -10 моль/л, Корпус выполнен из оптически однородного прозрачного диэлектрика. Носитель информации работает следующим образом. На носитель информации, охлажденный до температур жидкого гелия, подают кодовый импульс (в форме которо го заключается двоичная информация) и опорный пико- или субпикосекундный импульс с интервалом Т , который меньше времени фазовой релаксации (), и в импульсной характеристике носителя за счет сглективных фотоиндуцированных превращений записывают фурье-образ этой последовательности импульсов с большим контрастом в спектре пропускания. Записанная таким образом ймпульсная характеристика может сохраняться годами. При осуществлении считывания на носитель подают считывающий пикоИЛИ субпик ос екундный импульс, и наб-г людают за импульсным откликом носитеЕсли неоднородная ширина рабочей полосы спектра Л намного больше ширины спектров кодового и опорного импульсов Д,., на каждом пространственном элементе носителя информации мож но записать несколько временных профилей, число которых определяется соотношением 4/4цл

Используя изобретение в качестве элемента памяти вычислительных машин, можно увеличить скорость считывания двоичной информации из одного канала памяти вычислительных ма.шин до бит за одну наносекунду в то время, как в лучших зарубежных

и отечественных промышленных образ цах считывание информации из одного канала производится со скоростью 0,1-1 бит за одну .наносекунду.

/

Предлагаемый носитель позволяет-в нем записать л регистрировать формы пикосекундных лазерных .импульсов, а также может®быть использован в качестве среды для записи голограммы с объемных фигур, движущихся в пикосекундном диапазоне времени, с последуннцим эффективным восстановлением движения пространственной структуры во времени.

1. НОСИТЕЛЬ ИНФОРМАЦИИ, содержащий прозрачный корпус с размещенным в нем активным элементом, о тличающийся тем, что, с целью повьцпения быстродействия при записи информации и повьшения надежности при считывании, активный элемент выполнен из оптически однородного фотохимически активного вещества с резонансным неоднородно уширенным спектром примесного поглощения шириной 50-500 оптической плотностью 2-4 в рабочей области спектра,причем время фазовой релаксации вещества превышает длительность записываемого сигнала. 2. Носитель информации по п. 1, отличающийся тем, что фотохимически активное вещество вьтолнено в виде твердого раствора Н -тетра-(трет-бутил)-порфиразина в полимеризированном стироле.3 н « й«Яч-л (Л ::Лу: . с mi$ 7 mi ш to 4iih Ш1 00 00 со f-t::f:$t ,1ж т «