Способ записи и стирания информации на фототермопластическом носителе Советский патент 1991 года по МПК G03G15/00 

Изобретение относится к области оптической обработки информации, преимущественно к голографии, и предназначено для записи оптической информации в виде голограмм на фототермопластическом носителе.

Цель изобретения - повышение точности записи и стирания информации.

На фиг. 1 представлен пример блок-схемы устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - направления распространения опорного и предметного пучков когерентного излучения (Inp. lon) и направления распространения дифрагировавших пучков; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства, реализующего способ.

Устройство содержит фототермопластический носитель 1 (ФТПН), блок 2 управления, фотоприемник 3, блок 4 памяти, усилитель 5 . компаратор 6, блок 7 памяти,

компаратор 8, блок 9 дифференцирования, усилитель 10, компаратор 11. триггеры 12, 13, блок 14 управления прогревом, источник

15тока, опорный 16 и предметный 17 пучки когерентного излучения, диффрагирован- ный опорный пучок 18 когерентного излучения

Способ реализуется следующим образом.

На поверхность ФТПН 1 с помощью, например, коронного разряда наносится однородный электростатический заряд. Экспонируя заряженный ФТПН 1 опорным

16и предметным 17 пучками когерентного излучения на поверхности ФТПН 1, регистрируют распределение интенсивности, соответствующее интерференционной картине опорного и предметного пучков в виде неоднородного потенциального (зарядовоOv

VI

СЛ

00

CJ

ЧЭ

го) рельефа, возникающего за счет неоднородной по поверхности генерации фотоин- дуцированных зарядов. Для формирования геометрического микрорельефа путем нагрева термопластического слоя через про- водящее покрытие подложки (прозрачный электрод) пропускают электрический ток Потенциальный рельеф преобразуют а геометрический микрорельеф. При нагреве ФТПН-слоя неоднородный потенциальный рельеф преобразуют в геометрический микрорельеф (5, пропорциональный потенциальному рельефу. В результате опорный (Ion) и предметный (Пр) пумки когерентного излучения дифрагируют на сформирован- ном геометрическом рельефе б. В результате дифракции этих пучков (геометрический рельеф на поверхности ФТПН может рассматриваться как фазовая голограмма) кроме неотклонившихся пучков (Son0, np°) формируются пучки, продифрагировавшие в ± 1-й порядки дифракции (1 , , 1f , 1 ) (фиг. 2), что приводит к появлению пучка 18 (фиг. 1).

До начала формирования геометриче- ского микрорельефа с помощью фотоприем- ного устройства 3, реализованного, например,на основе фотодиода и оптической системы, регистрируют когерентное излучение, рассеянное ФТПН 1 в направле- нии распространения дифрагировавшего на геометрическом микрорельефе термопластического слоя пучка 18 когерентного излучения. При этом на выходе фотоприемного устройства 3 формируют сигнал интенсивности Иш (уровень шума), пропорциональный интенсивности когерентного излучения, рассеянного на ФТПН 1. Одновременно по сигналу с блока 2 управления в блоке 4 памяти запоминают зареги- стрированное значение уровня шума иш. По сигналу с блока 2 управления, подаваемому на управляющий вход триггера 12, включают блок 14 управления прогревом, выходной сигнал которого поступает на управляющий вход источника 15 тока, представляющего, например, мощный транзисторный ключ, и далее на ФТПН. Электрический ток, протекая через прозрачный электрод, вызывает разогрев ФТПН и формирование геометрического рельефа д.

С момента начала формирования геометрического микрорельефа фотоприемным устройством 3 регистрируют дифрагировавший пучок 18 когерентного излучения. При этом формируют сигнал интенсивности U(t), пропорциональный интенсивности излучения. Сигнал уровня шума,

сти

запомненный в блоке 4 памяти, усиливают в усилителе 5 с коэффициентом усиления 2, формируя пороговый уровень Un 2Uuj. Значение порогового уровня подают на компаратор 6, где сравнивают с текущим значением сигнала интенсивности U(t). Выходной сигнал компаратора 6 имеет вид

w ,t rvo, V(t)Vn, VBux(t)-| 0 V(t)Vn

При достижении равенства сигналов V(t) и Vn в момент времени t0 (фиг. 6) на выходе компаратора 6 выходное напряжение становится равным V0. Одновременно сигнал интенсивности дифференцируют в дифференцирующем звене 9, формируя дифференцированный сигнал интенсивноav(O at

В момент времени to, соответствующий равенству сигнала интенсивности и порогового уровня, на первом входе второго блока 7 памяти имеют уровень входного сигнала Vo, разрешающий запоминание уровня поступающего на второй вход продифференцированного сигнала ,

соответствующего первому уровню продифференцированного сигнала интенсивности.

Во втором компараторе 8 осуществляют сравнение текущего значения продифференцированного сигнала интенсивности av(t)

3t

фициентом усиления К 1, задаваемым от блока 2 управления, с первым уровнем продифференцированного сигнала интенсив1ХИ1/ВД.

-, усиленного в усилителе 10с коэфности

at

Выходной сигнал компаратора 8

Vl, Vl(t)-r atat.

о,

av(t)

/to К

dv(O

at vu at

Физически уменьшение продифференцированного сигнала интенсивности соответствует выходу зависимости дифракционной эффективности от времени г) (t) на нелинейный участок СД.

Выбор коэффициента усиления К обусловлен физическими свойствами используемого ФТПН и особенностями конкретного конструктивного исполнения.

Экспериментальная проверка и результаты математического моделирования показали, что при использовании органических ФТПН на основе поливинилкарбазола(ПВК) с сенсибилизаторами при величине коэффициента усиления К 1,6-2,3 (а зависимости

от типа сенсибилизатора) достигается значения дифракционной эффективности /дост 0,95 f/макс, где величина т/мзкс определяется поддинамической зависимостью 7/ ( t) (т.е. регистрируемой в процессе про- явления).

Если выполнение условия- - -/

о t

t v dV(t) ад К-:р- -происходит в момент вре-

мени Го, то на выходе компаратора 8 появляется сигнал VL который переключает триггер 12. В результате переключения на первый вход блока 14 управления прогрева (реализованного, например, на основе эле- мента ЛОГИЧЕСКОЕ ИЛИ) подают уровень логического нуля, что приводит к снятию управляющего сигнала с источника 15 тока, реализованного, например, на основе мощного транзисторного ключа.

Вследствие тепловой инерции подложки аккумулированная в ней тепловая энергия приводит к остаточному подогреву ФТПН.

При работе ФТПН в циклическом режи- ме при перезаписи информации необходимо предварительно осуществлять стирание предшествующей информации с целью уменьшения выделения остаточной тепло

вой энергии в подложку и вызываемого этим

перегрева ФТПН при стирании информации, осуществляющего путем нагрева ФТПН импульсом электрического тока (аналогично проявлению) Для реализации этого по управляющему сигналу с блока 2 управ- ления, подаваемому на вход триггера 13, на вход блока 14 подают уровень логической 1 (момент времени t2). По этому сигналу осуществляют нагрев ФТПН Одновременно в компараторе 11 осуществляют сравнение сигнала уровня шума иш с текущим значением сигнала интенсивности и в момент достижения их равенства (tc) на выходе компаратора 11 формируют сигнал V2, переключающий триггер 13. Нулевой сигнал на выходе триггера снимает управляющее напряжение на источнике тока, прекращая нагрев ФТПН.

Повышение точности записи информации обеспечивается тем, что исключается возможность перегрева ФТПН при проявлении ФТП-записи, приводящего к деградации регистрируемой информации.

Выбор способа критерием прекращения проявления относительной величины позволяет осуществлять запись изображений в широком диапазоне изменения их характеристик. При этом автоматически учитываются текущие условия регистрации

5

п

5 0

5

0

5 0 5

0

5

информации, влияющие нз ее качество (тем- перзтура окружающей среды и т.д)

Прекращение проявления ня участке увеличение дифракционной эффективности Г ( t ) при приближении к максимуму (участок CD) позволяет максимизировать дифракционную эффективность регистрируемой голограммы при минимизации выделяемой тепловой энергии, что снижает выделение тепла в подложку и обеспечивает в качестве дополнительного эффекта некоторое увеличение быстродействия.

Введение управляемого времени стирания позволяет также увеличить точность записи последующей информации (вследствие исключения перегрева и возможной деградации свойств ФТПН)

Формула изобретения

Способ записи и стирания информации на фототермопластическом носителе, заключающийся в экспонировании на фото- термопластический носитель опорного и предметного пучков когерентного излучения, в формировании геометрического микрорельефа путем нагрева фототермопластического носителя контроле глубины микрорельефа npv его формировании путем ре истрации дифра ировэвшего на нем пучка когерентного излучения, формировании сигнала, пропорционального интенсивности дифрагировавшего пучка когерентного излучения, измерении скорости изменения сигнала интенсивности, последующем стирзнии микрорельефа путем нагрева, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности записи и стирания информации путем оптимизации глубины формируемого микрорельефа, до формирования геометрического микроэельефа измеряют и регистрируют уровень шумов, пропорциональный интенсивности когерентного излучения, рассеянного на фототермопластическом носителе в направлении нерабочего первого порядка дифракции опорного пучка когерентного излучения, и пороговый уоовень, равный уд военному уровню шумов, при формировании геометрического микрорельефа сравнивают сигнал интенсивности с пороговым уровнем, измеряют и регистрируют первый уровень скорости изменения сигнала интенсивности в момент равенства сигналов интенсивности и порогового уровня, сравнивают сигнал скорости изменения сигнала интенсивности с его первым зарегистрированным уровнем, прекращают нагрев фототермопластического носителя при уменьшении сигнала скорости изменения сигнала интенсивности по отношению к

первому зарегистрированному уровню, а при стирании геометрического микрорельефа сравнивают сигнал интенсивности с

уровнем шумов, прекращают нагрев фото- термопластического носителя при достижении сигналом интенсивности уровня шумов.

Изобретение относится оптический обработке информации, преимущественно к голографии, и предназначено для записи оптической информации в виде голограмм на фототермопластическом носителе (ФТПН).Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения искажений при записи информации на ФТПН вследствие исключения возможности нагрева ФТПН, так как тепловое проявление прекращается в момент уменьшения продиффенцирован- ного сигнала интенсивности не менее чем в К 1,5-2.5 раз по сравнению с первым зарегистрированным уровнем, что обеспечивает прекращение проявления в момент нахождения на участке возрастания реализуемой дифракционной эффективности. Критерием прекращения проявления является относительная величина, позволяющая учесть динамику нарастания дифракционной эффективности при регистрации изображений в широком диапазоне изменения характеристик и не зависящая отяарактери- стик используемого регистратора. 3 ил. (Л С

16

77

9U/

/

Раг.2

ffft)

гиш иш

dvft) dt

Ґ

L E

рцг.з