Способ оптической записи информации Советский патент 1990 года по МПК G11C13/04 

1

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к молекулярной микроэлектронике, и может быть использовано в оптических и оптоэлектронных запоминающих устройствах.

Цель изобретения - увеличение плотности записи информации и обеспечение возможности записи информации в многомерной системе счисления за счет использования в способе дополнительной векторной размерности.

На фиг.К представлена блок-схема установки, позволяющая реализовать предлагаемый способ, где показаны - лазер 1, перестраиваемый по частоте в пределах частот контура полосы поглощения фотоактивного материала фотоактивный материал 2, поляризатор 3, обеспечивающий изменение состояния вогэдризации лазерного излучения.

(Л

с:

регистрирующий блок 4, фильтр 5, источник 6 естественного немонохроматического света; на фиг.2 показано лазерное излучение на трех частотах - с разным состоянием поляризации; на фиг.З изображен контур неоднородно уширеяной полосы поглощения фотоак- гивного материала до лазерного облучения; на фиг.4 - контур полосы поглощения фотоактивного материала, полученный при,прохождении естественного света через материал, который был подвергнут воздействию набора лазерных импульсов разной поляризации, показанньгх на фиг.2; на фиг.5 - считываемый сигнал, полученный путем сканирования лазерного излучения с вертикальным состоянием поляризации по частотному интервалу полосы поглощения фотсактивного материала; на - контур полосы поглощения

14:: ОЭ

IvD

а «

3иГэ1267

отоактнвного материала полученньй при прохождении нсмокохроматнческого света с вертикальным состоянием по яриэацин через материал, которьпй g . бъш подвергнут воздействгао набора лазерньгк импульсов разной поляриэа- . ции, показанных на фиГо2.

Лазерное излучеике частотой v (см,фиг, 2), проходя через поляриза- 10 тор 3,приобретает5 например вертикальное состояние поляризации и падает на фотоактивный изотропный мз - териап 2, имеющий неоднородно реннуи полосу поглощения (сМофкГоЗ) US В результате протекания фотоиндуци -- рованной реакции в спектре поглощв ния материала 2 выжигается стабиль - . нын провал на частоте- ){ (смофиг,4)е В силу изотропного распределения 20 исходных фЬтоактивных центров фото - индуцкрованной реакции ло двергшотся те молекулыэ которые ориентированы так, что угол В меяэду.. вектором полй - ризации лазерного излучения и диполь- J 25 ным моментом молекулы близок к кулго , cos 0 « 1, Число молекул5 ,цля которых COS 8 1, зшеньшается змачп тельно слабее под чействнеи процесса фотовьшигания. В результату в,спек ЗО тральном контуре полосы поглощения на частоте у (частотно-селективная размерность) образуется спектральный провал, который- форГ Шруется выжжен ными молекулами с пространственньм .,, распределением « пропорциональным cos ,0 Шенко эта фотохимически mi дуцированная анизотропия спектраль ного провала является дополнитель - йой (векторной) размерностью которую можно использовать для увеличения емкости записи информации. После того, как провал на частоте у вшж жеНу лазер 1 и поляризатор 3 пере-. страиваются так р что лазерное мзлу|е . кие, падагалее на фотоактивкый мате рцал 28 имеет частоту . и другое состояние поляризаций (нйпрШ ер ляризовано под углом оС к вертикгжн (см,фиг.-2)а. В .результате ноздействш . такого излучения в контура полосьз . погло1цений -вьшигйется новый спек-

. тральный ярсвал ка застоте -«J, , торьй jmeeT иное пространственноа,. распределенне .выжженных молекул АЯ& логичным образом- лазерное излучение , частотой j - Ир к нркмарур гориэск - талькым состоянием поляризации обра ayS Tj как показано н.а ,, спектральный провал с еще одним пространственным распределением выж гйнных молекул. Физическая сущность способа сводится к тому.) что в контуре неод- нородно уширенной полосы поглощения выжигается совокупность одийаковых по глубине провалов (сМофиг.4), которые имеют различные состояния по™ ляриззции. В зависимости от количества используемых состояний поляризации лазерного излучения (ориентации поляризатора), информацию можно за- п дсзть в двоичкойэ троичной., зось- миричной, девятиричной, десятиричной и любой другой многомерной системах счисленийе При этом существенно уве ли ивае1 ся емкость записи информации так как какодый провал ,с определенньш состояннем поляризации (запись информации с одновременным использованием векторной и частотно-селективной размерностей) заменяет совокупность провалов при использовании спо соба оптичеосой -записи информации )Э двоичной системе счисления (-запись информации с использованием только частотно селективной размерности)

Способ оптической записи мнформа ций реализован на усг- ановке содержащей последовательно расположенные на одной. о.птической оси следующие элементы; лазер перестраиваемый по частоте в пределах км,, Тово в пределах частот контура неод нороДко у1дирекной полосы поглощения фстоэ.ктивко.го материа.па5 поляриза- тор 5 плоскость поляризации ко торого дискретно ориентируется вокруг оптической оси в любЬм заданном надрав лении изменяя тем самым состояние поляризации лазерного излучения, фо- тоактивный материал (твердый-раствор хлорина в полимерной, матрице . поливинилбутираля) При записи ин фо)эмации в любой системе счисления за отдельную единицу информации MOS ко испольёсвать и отсутствие провапа Б этом .случае количество состояний . поляризации лазерного излучения з кажздом- из приведенкык примеров аается на едднжду, В качестве поля ризатора могут бы-ть использованы Л ннейные поляризаторы которые ос ществляю г ориентацию гшоскости по яяризации путем их механического,вра .щенийг злектромЕгнитооптические вра™ .-затели плоскости поляризации акус г ооптические врёщатели плоскости по плризации8 а также другие типы поляризаторов, обеспечивающие требуемую скорость записи информации„

Считывание информации можно осуществить двумя способами. Первьй использует лазер 1, излучение от которого, проходя через фильтр 5 и поляризатор 3,ослабляется по интенсивности и вертикально поляризуется, Затем излучение лазера плавно перестраивается по частотному интервалу полосы поглощения материала 2 и попадает в блок регистрации , На фиг.5 показаны сигналы, регистрируемые блоком 4 на частотах , i 1э

которые HKes-oT различную интенсивность, Вшш чика интенсивности регистрируемых сигналов определяется пространственным распределением вьокженных на этих частотах молекул и пропорциональна 5 где - угол между вектором поляризации излучения,за писывающего информацию и вектором поляризации излучения ее считывающего Второй способ считывания информации может использовать источник немоио- хр.оматического света 6, который, пройдя через поляризатор 3, верти кально поляризуется и попадает на материал 2, Скстема регистрации 4 обеспечивает запись контура полосы поглощения, которая изображена на фиГоб. в этом случае глубина провала также определяется пространственным распределеккем вьск кенных молекул в coQYBevc TEHK с выше приведенной зависш-юстьм cos, « В обоих способах возможен вариант с измерением двух компонент интенсивности, напрИ мер, вертикальной и горизонтальнойj, что даст величину степени поляриза- ции провала5 которая и является до- полниг-ельныг л носителем информации. Кеобкодш- ым условием раализации дан™ него способа оптической записи информации является использование фо- гоактивного материала 2 у который обладает неоднородно уиирениой поло сой поглощениг 1 S изотропным распределением фотсактивнык центров, способных к такой фот.оиндуцированной реакции, в результате которой обра- зованные под действием света центры устойчивы при низкой температуре, а их полосы поглощения не налагаются на полосу поглощения исходных фото- актйвнык центрово Последнее условие крайне необходимоJ поскольку в слу

612676

чае его ; йвьтолненкя зап сь-информации с кспользованиеи векторной размерности.- поляризации; неосу- пдествина. Примером материалов помимо хлорина, которые удовлетворяют таким требованиям«могут быть другие гидрированные прризвслные свободных основакий порфири ов (тетрапропил10 хлорин, феофитин). Механизм фотореак- цки ко;хет быть любым в частности двухфотоннь М. Таким образом, предло жеиньвЧ способ позволяет дополнительно привлечь поляризационные характерис15 тики в.ьза;игаеьпз1х проззлов при оптичес-. ксй залиси информации и реализовать его в 3-томикaioiUHx устройствах, ис- ;1ользующих Бекторную 5-. частотно-се- лектизную размерности Преимуществом

20 пргдлагаемого способа является узели - ченле емкости записываемой ниформа- ции в 3,3 раза, например при ис- пслт говании десятиричной системы СЧН Сл);.ия„ При использовании N-мерной

25 системы счисления емкость записывав- г-лой информации увеличивается в 1/logf/ 2 раз, Сушественко, что дакный способ позволяет осуществить запчсь ин формации в любой известной Б яастоя

30 щее время системе счисления, чего нельзя было осг ществнть ни однг-1м из известных в настоящее впенк способов оптической згписи информации.

35

Формула изобретен я я

Способ оптической записи информации, заключающийся в облучении фотр активного материала с неоднородно уширенной полосой поглощения и способного к фотокндудированному обра зованим провалов в пблосе поглощения лазерным линейно-поляризованным из лучением, спектральная ширина котс рого Тченьше ширины неоднородно угон- рекной полосы поглощения фотоакткв- ного материала, в частртном скани ровании лазерного излучения в пределах кеоднородно уширенной полосы поглощения фотоактивного материала, о т л и ч и ю щ и и с я тем, что с цепью увеличения плотности записи- информации и обеспечения возможности. загшсн информации в многомерной скс- ® теме сч5гслег5ия, при облучении фото- активного материала дискретно ншот накравлекие вектора поляриэа- . ции лазерного излз гения.

S J

Изобретение относится к устройствам записи информации и может быть использовано в электронике при создании оптических элементов памяти. Цель изобретения - увеличение плотности записи информации и обеспечение позможности записи информации Б многомерной системе счисления. Устройство оптической записи информации содержит перестраиваемый по частоте лазер 1, фотоактивный материал 2, поляризатор 3, расположенный между ними. Б зависимости от количества ис- по.тьзуемых состояний поляризации лазерного луча (ориентации поляризатора) информацию можно записывать в любой многомерной системе счисления. 6 ил. о S

фуг.1