Голографические запоминающие устройства

Голографические ПЗУ

На первый взгляд принцип работы устройств голографической памяти достаточно прост (Рисунок 22). При записи лазерный луч расщепляется на объектный и опорный лучи. Первый проходит через пространственный модулятор света (Spatial Light Modulator, SLM), кодирующий исходную информацию, которая представлена в виде двоичной матрицы или т. н. страницы. Проходя через оптическую систему, лучи пересекаются в специальном светочувствительном носителе, который запоминает интерференционный узор. Изменяя угол пересечения лучей (этот метод называется угловым мультиплексированием), можно сохранить в единичном объеме носителя тысячи страниц двоичных данных. Кроме того, можно менять положение точки пересечения лучей в носителе. Таким образом, информация записывается не только на поверхности носителя, но и по всему его объему. Для считывания записанных данных достаточно направить на носитель луч лазера под определенным углом и преобразовать оптический сигнал с помощью матрицы световых датчиков, например ПЗС-матрицы. Несмотря на кажущуюся простоту, суть явлений, происходящих в процессе записи и считывания информации голографическими методами, достаточно сложна. Ее невозможно наглядно изобразить на паре картинок, здесь более уместен язык формул, понятный лишь избранным. Вероятно, именно этим объясняется то, что, хотя "академические" разработки в области голографической памяти ведутся уже давно - еще с начала 60-х гг., практические результаты появляются гораздо медленнее, чем хотелось бы, несмотря на пристальный интерес к этой технологии со стороны крупнейших промышленных компаний, государственных и военных структур. Напомним, что в 1995 г. по инициативе Управления перспективных исследований и разработок министерства обороны США (DARPA) были начаты работы в рамках пятилетней программы, среди участников которой компании IBM, Kodak, Rockwell и несколько университетов. Ее составными частями стали проект HDSS (Holographic Data Storage Systems) по разработке голографических систем хранения данных и проект по исследованию материалов носителей -

PRISM(Photorefractive Information Storage Materials).

Рисунок

Упрощенн

ая

модел

записи

и считывания информации

Голографические ОЗУ

Рассмотрим пример страничного ОЗУ (Рисунок 3).

Лазер генерирует пучок когерентного света, дефлектор, управляемый адресным устройством, обеспечивает быстрое и точное отклонение лазерного луча в любую из позиций на накопительной пластине. Матрица гололинз, которая представляет собой двумерный массив постоянно записанных диаграмм, обеспечивает расщепление светового пучка на объектный и опорный. Каждая гололинза предназначена для записи голограммы только на единственную позицию в накопительной среде. Устройство набора страниц (УНС) - это 2мерная матрица электрически управляемых световых модуляторов. Это устройство ввода информации (которая формируется буферным ЗУ в виде страниц). Стоит отметить, что в последние годы делается упор всѐ-таки на голографические ПЗУ, и исследования по ОЗУ практически нигде не ведутся.

Скорее всего, это связано с их сложностью и высокой стоимостью, а также тем фактом, что современные полупроводниковые ОЗУ по скорости уже способны конкурировать с голографическими ОЗУ.

Рисунок 3 - Оптическая схема голографического ОЗУ со страничной организацией (РП - расширитель пучка; ЭОПП - электрооптический

переключатель поляризации; М - модулятор)