DE2323961A1 - Vorrichtung zur reversiblen, holografischen aufzeichnung in einem thermoplastischen material - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur reversiblen, holografischen Aufzeichnung in einem thermoplastischen Material Die vorliogende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur reversiblen, holografischen Aufzeichnung in einem thermoplastischen Material, insbesonders zur holografischen Speicherung von Informationen in Form von rasterförmigen Ünterhologremmen, bestehend aus einer einen Objektstrahl und einen Refe>^(«zvsGrahl aussendenden Beleuchtungsquelle, mehreren Bichtablenkern und dem aufzuzeichnenden Objekt.
• In der Datenverarbeitung entwickelt sich ein ständig steigender Bedarf an Großspeichern. Infolge der hohen Dichte der im Querschnitt eines Lichtbündels unterzubringenden Informationen e scheinen optische Speicher besonders interessant.
• Wird kohärentes Licht räumilch coduliert, so kann man die durch diese Lichtwelle transportierten Informationen holografisch speichern. In diesem Fall läßt sich jeder Raumfrequenz, d.h.
• jedem Interferenzstreifensystem, eine Einheit binärer Informatior.
• (ein bit) zuordnen. Sein Vorhandensein entspricht der binären 1, sein Fehlen der binären 0.
• Jedem bit entspricht ein Punkt auf einer Gegenstandsoberfläche, dessen zugehöriges Interferenzfeld auf der ganzen Hologrammfläche gleichmäßig gespeichert wird. Die Punkte werden dabei als Raster im Raum angeordnet. Wird so ein Punkteraster von der der Hologrammfläche abgewandten Seite kohärent beleuchtet, so werden die binären Zahlen parallel in das Hologramm eingeschrieben.
• Für jedes bit der parallel auszulesenden Informationen ist nun ein eigener Fotodetektor nötig. Bei begrenzter technischem Aufwand ist es ausgeschlossen, den gesamten Inhalt eines Großspeichers parallel auszugeben. Man kann jedoch die Speicherfläche in kleine Unterhologramme einteilen, deren Kapazität einen parallel auslesbaren Bruchteil der Gesamtkapazität entspricht und üblicherweise in der Größenordnung 10¹ bis 105 bit liegt. Beim Lesen wird jeweils nur ein Unterhologremm rekonstruiert, indem es durch einen Wiedergabestrahl vom Querschnitt der Fläche eines Unterhologramms beleuchtet wird. Der Strahl wird dabei durch einen Lichtablenker über die Speicherfläche geführt.
• Die Speicherkapazität ist das Produkt aus der Zahl der durch den Lichtablenker unterscheidbaren Strahlrichtungen - sie bestimmt die Zahl der Unterhologramme - und der Kapazität eines Unterhologramms.
• Um eine holografische Speicherplatte mit Unterhologrammen belegen zu können, muß der Beleuchtungsstrahl jeweils auf den Ort der Speicherplatte gerichtet werden, an dem ein Unterhologramm eingeschrieben werden soll.
• Löschbare Materialien zur holografischen Aufzeichnung, bei denen keine fotochemische Verarbeitung erforderlich ist, sind bereits bekannt.(s. das Buch von Kiemle/Röß Einführung in die Technik der Holografie", Akad. Verlagsgesellschaft Frankfurt/Main 1969, Seite 217). Das Speichermedium in einem derartigen Fall ist ein thermoplastischer Kunststoff, der zusammen mit einem transparenten, fotoleitenden Material auf einem Träger aufgebracht wird. Zur Sensibilisierung wird der äußeren Oberfläche des thermoplastischen Materials durch eine Korona-Beladung eine gleichmäßig verteilte, positive oder negative Ladung erteilt.
• Bei der Belichtung wird der Fotoleiter dort leitend, wo Licht auftrifft, an unbelichteten Stellen dagegen bleibt er isolierend.
• Es entsteht dadurch ein dem Lichtinterferenzmuster entsprechende Ladungsprofil.
• Zur Entwicklung wird der Kunststoff bis zum ErEeiChUE,,SpUnlAt erhitzt. Stellen mit positiven Ladungen werden dabei von den gegenübersitzenden negativen Ladungen angezogen und umgekehrt.
• wobei sich ein der Ladungsverteilung und damit der Bclichtung entsprechendes Oberflächen-Reliet ausbildet, das durch Abkühlen fixiert wird. Auf diese Weise entsteht z.B. ein Flächen-Phasen-Hologramm.
• Das Hologramm kann wieder gelöscht werden, wern die Schicht über den Erweichungspunkt erwärmt wird. Oberflächenkrëfte erzeugen dabei wieder eine glattw Schichtoberfläche und die Kunststoffschicht kann neu beschrieben werden.
• Im Vergleich zu anderen holografischen Aufnehmematerialien besitzen thermoplastische Materialien noch einen Nachteil. Sie zeichnen nur ein begrenztes Raumfrequenzband eine Mittenfrequenz herum auf, die meximal bei etwa 1200 Linien/mm liegt.
• Die Bandbreite ist hauptsächlich von der Dicke, der Beiadung und der Oberflächenspannung abhängig und beeinfoußt die holografische Aufzeichnug in Abhängigkeit von der Raumfrequenz.
• Soll ein thermoplastisches Material in einem holografischen Datenspeicher als Speichermedium verwendet und mit Unterhologrammen belegt werden, so macht sich dieser Nachteil dadurch störend bemerkbar, daß durch die unterschiedlichen Winkel zwischen Objektstrahl und Referenzstrahl verschiedene Raumfrequenzen erzeugt werden, die nicht alle gleichmäßig, und zum Teil überhaupt nicht, aufgezeichnet werden.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur reversiblen, holografischen Aufzeichnung in einethermoplastischen Material der eingangs genannten Art anzugeben, bei der die Aufzeichung innerhalb eines breiten Raumfrequenzbandes mit hohem Wirkungsgrad und gutem Signal-Rausch-Verhältnis erfolgt.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß das thermoplastische Material aus ein Vielzahl von Thermoplasten verschiedener Dicke besteht.
• Die Anordnung der verschieden dicken Thermoplasten kann dabei streifenförmig sein.
• Die Schichtdicke der Thermoplaste ist vorzugsweise an den Stellen a größten, an denen die Winkel zwischen Objektstrahl und Referenzstrahl am kleinsten sind.
• Im folgenden soll die Erfindung anhand der Figur näher erläutert werden, die ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch darstellt.
• In der Figur ist mit 1 ein Objektstrahl und mit 2 ein von derselben(nicht dargestellten)kohërenten Lichtouelle,beispielsweise einen Laser, stammende Referenzstrahl bezeichnet.
• Mit 8 ist eine Datenmaske bezeichnet, die die in Form eines Unterhologramms 7 auf dem Speichermedium 5 aufzuzeichnenden Informationen enthalt. Für den Objektstrahl 1 ist ein Lichtablenker 3 und für den Referenzstrahl 2 ein Lichtablenker 4 vorgesehen.
• Erfindungsgemäß ist nun das Speichermedium 5, das aus einem thermoplastischen Material besteht, in einzelne Bereiche 6 unterteilt, die aus demselben thermoplastischen Material bestehen, jedoch verschiedene Schichtdicken aufweisen, z.B.
• zwischen 0,5 und 30 /u. Bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Speichermedium 5 in eine Vielzahl von Streifen 6 verschiedener Dicke unterteilt, die z.B. den Spalten der matrixförmig angeordneten Unterhologramme 7 entsprechen. Je größer der Winkel zwischen dem Referenz- und dem Objektstrahl ist, desto höhere Raumfrequenzen ontstehen auf dem Speichermedium 5, auf dem Referenz- und Objektstrahl interferieren. Auf der anderen Seite werden mit abnehmender Schichtdicke des thermoplastischen Materials die aufzeichenbaren Mittenfrequenzen zu höheren Werten verschoben.
• Je kleiner also der Winkel zwischen Referenz- und Objektstrshl ist, desto niedriger sind die auf dm Speichermedium 5 erzeugten Raumfrequenzen und desto dicker muß also die Schichtdicke des Teils 6 an dieser Stelle sein.
• Ein der artig aufgebautes Speichermedium eignet sich nichr nu zur Speicherung von Untarhologrammen, sondern auch zur holografischen Aufzeichnung ausgedehnter Objekte, von denen ein diffuser Objektstrahl ausgeht, der sich über die gesamte Oberfläche des Speichermediums 5 verteilt.
• Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des reversiblen holografischen Speichermediums ist es möglich, einen Bereich von ca. 50 bis 1200 Linien/mm aufzuzeichnen.
• 3 Patentansprüche 1 Figur

Claims (3)

1. Patentansprüche 1. ) vorrichtung zur reversiblen, holografischen Aufzeichnung in einem thermoplastischen Material, insbesonders zur holografischen Speicherung von Informationen in Form von rasterförmigen Unterhologrammen, bestehend aus einer einen Objektstrahl und einen Referenzstrahl aussendenden beleuchtungsquelle, mehreren Lichtablonkern und dem aufzuzeichnenden Objekt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das thermoplastische Material aus einer Vielzahl von Thermoplasten verschiedener Dicke besteht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Anordnung der verschieden dicken Thermoplaste streifenförmig ist.
3. 3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Schichtdicke der thermoplastischen Materialien an den Stellen am größten ist, an denen die Winkel zwischen Objeitstrahl und Referenzstrahl am kleinsten sind.