Голографическое считывающее устройство

Голографическое считывающее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ СЧИТЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее лазер, матрицу голограмм, оптически связанную через объектив считывания с первым и вторым фотоприемными блоками, выходы которых соответственно через первый и второй усилители считывания подключены к входам компаратора, блок обработки информации, первый выход которого подкл:очен к блоку отображения, а второй выход блока обработки информации через блок выделения сигнала адреса подключен к блоку сканирования, связанному через механический привод с матрицей голограмм , блок управления, подключенный к тактирующим входам блока обработки Изобретение относится к области вычислительной, техники и может быть использовано в системах накопления и обработки больших .массивов инфор .мации, в частности в ЭВМ с гологра-., фической памятью.. Известно устройство, содержащее последовательно расположенные и оптически связанные лазер, плоские информации и блока вьщеления сигнала адреса и к управляющим входам первого и второго фотоприемных блоков, отличающееся тем, что, с целью повьщ1ения надежности устройства , в него введены усилитель постоянного тока, блок памяти, инвертор , интегратор, блок компенсации разброса оптических сигналов, электрооптический модулятор и коммутатор, информационный вход которого соединен с выходом компаратора, а тактирующий - с блоком управления, причем первый вход коммутатора подключен к блоку обработки информации, второй через блок памяти - к входу усилителя постоянного тока, выход которого непосредственно соединен с управляю (Л щим входом первого усилителя считьшания и через инвертор - с управляющи входом второго усилителя считьшания, подключенного через интегратор и блок компенсации разброса оптических сигналов к злектрооптическому модулятору , который оптически связан с лазе:л ю э ром и матрицей голограмм, управляющие входы блока компенсации разброса оптических сигналов и блока памяти подключены к блоку управления. : и сферические зеркала, нейтральный оптический клин, два фотоприемных блока и электрически связанные первый и второй логарифмические усилители , решающее устройство, блок индикации и затвор. . Недостатками устройства являются громоздкоеть функциональной схемы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (!1) (5!)5 G 11 С 11/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМ У С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 3216403/24 (22) 15.!2.80 (46) 23.02.91 . Бюл. У 7 (7!) Институт электроники АН БССР (72) В.А.Пилипович, С.Г.Шматин, А.К.Есман и А.А.Визнер (53) 681.327,66(088.8) (56) Патент США 1Ф 3755677, кл. С 02 В 27/00, опублик. 1974.

Патент СПА У 4!49269, кл, G 11 С 7/00, опублик. 1979. (54) (57} ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ СЧИТЫВАЮЩЕЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее лазер, матри-, цу голограмм, оптически связанную через объектив считывания с первым и вторым фотоприемными блоками, выходы которых соответственно через первый и второй усилители считыэаиия .подключены к входам компаратора, блок обработки информации, первый выход которого подключен к блоку отображения, а второй выход блока обработки информации через блок выделения сигнала адреса подключен к блоку сканирования, связанному через механический привод с матрицей голограмм, блок управления, подключенный к тактирующим входам блока обработки

Изобретение относится к области вычислительной. техники и может быть использовано в системах накопления и обработки больших .массивов инфор.мации, в частности в ЭВМ с голографической памятью..

Известно устройство, содержащее последовательно расположенные и оптически связанные лазер, плоские

2 информации и блока выделения сигнала адреса и к управляющим входам первого и второго фотоприемных блоков, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, в него введены усилитель постоянного тока, блок памяти, инвертор, интегратор, блок компенсации разброса оптических сигналов, электрооптический модулятор и коммутатор, информационный вход которого соединен с выходом компаратора, а тактирующий — с блоком упрачления, причем первый вход коммутатора подключен к блоку обработки информации, второй через блок памяти — к входу усилителя постоянного тока, выход которого непосредственно соединен с управляющим входом первого усилителя считывания и.через инвертор — с управляющим входом второго усилителя считывания, подключенного через интегратор и блок компенсации разброса оптических сигналов к электрооптическому модулятору, который оптически связан с лазером и матрицей голограмм, управляющие входы блока компенсации разброса оптических сигналов и блока памяти подключены к блоку управления.

I и сферические зеркала, нейтральный оптический клин, два фотоприемных блока и электрически связанные первый и второй логарифмические усилители, реиающее устройство, блок индикации и затвор.

Недостатками устройства являются громоздкость функциональной схемы, 9520!2 низкая надежность считывания информации.

В устройстве источником ошибок при считывании является разброс па5 раметров субголограмм, вызванный как локальными свойствами записывающей среды, так и влиянием конкретного характера информации (хеминговского веса матрицы) на отношение сигнал/ g

/шум в восстановленной субголограмме.

Наряду с этим в устройстве имеется реальная вероятность полной потери страницы информации при считывании из-за действия различных дестабилизирующих факторов на систему адресации,- поскольку структура устройства не позволяет производить проверку адреса считываемой субголограммы.

Это приводит к тому, что становится 2п возможной считывание голограммы с адресом1 . не соответствующим заданн,ому.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к, 25 предложенному является голографическое считывающее устройство, состоящее из оптичесКи последовательно связанных лазера, матрицы голограмм, объектива считывания, связанного с первым и вторым фотоприемными блоками, выходы которых подключены соот, ветственно через первый и второй уси-:, лители считывания к входам компаратора, а также блока обработки информации, один из выходов которого соединен с блоком отображения, а другой через блок выделения сигнала адреса— с блоком сканирования, связанным через механический привод с матрицей ;4п голограмм, при этом тактирующие входы блока обработки информации, блока выделения сигнала адреса, а также управляющие входы фотоприемных блоков подключены к блоку управления. 45

В данном устройстве на каждой суб голограмме, кроме основной информации, записывается служебная информация, содержащая ключевое кодовое 5О слово (признак адреса субголограммы) и эталон плотности (признак количества информации на данной субголограмме).:, Перед началом цикла считывания инфор-. мации адресное ключевое слово, записанное на служебной части субголо-: . граммы, считывается вторым фотоприем-, ным блоком и поступает в блок выделения сигнала адреса, где происходит. сравнение адреса выбранной субголограммы с заданным.

Во время считывания информационной части субголограммы порог срабатывания усилителей считывания регулируется по сигналу второго фотоприемного блока, который считывает эталон плотности, записанный на служебной части субголограммы.

Недостатком устройства является низкая надежность из-.за недостаточной достоверности преобразования оптической информации B электрическуюо

Поскольку в реальных фотоприемниках всегда имеет место некоторый разброс парам тров и последние неодинаково изменяютоя под действием температуры, в электрическом канале тракта считывания возникает погрешность в установке порога срабатывания усили" телей считывания. Далее ввиду того что хеминговский вес информациончой страницы каждой субголограммы есть величина случайная, отношение сигнал/

/шум в оптическом тракте изменяется от голограммы к голограмме, поскольку по эталону плотности регулируется только электрический канал.

Цель изобретения — повьппение надежности устройства.

Для достижения указанной цели в устройство, состоящее из лазера, .матрицы голограмм, оптически связанной через объектив считывания с-первым и вторым фотоприемными блоками, выходы которых соответственно через первый и второй усилители считывания электрически связаны с входами компаратора, блока обработки информации, один из выходов которого соединен с блоком отображения, другой через блок вьделения сигнала адреса — с блоком сканирования, связан через механический, привод с матрицей голограмм, и блока управления, соединенного с тактирую.— щими входами блока обработки информации, блока выделения сигнала адреса и управляющими входами первого и второго фотоприемных блоков, введены усилитель постоянного тока, блок памяти, инвертор, интегратор, блок компенсации разброса оптических сигналов, электрооптический модулятор и коммутатор, информационный вход которого соединен с выходом компаратора

Ф а тактирующий — с блоком управления

Э причем первый выход коммутатора под5 95 ключен к блоку обработки информации, второй через блок памяти — к входу усилителя постоянного тока, -выход которого непосредственно соединен с управляющим входом первого усилителя считывания и через инвертор — с управляющим входом второго усилителя считывания, подключенного через интегратор и блок компенсации разброса оптических сигналов к электрооптицескому модулятору, который оптически связан с лазером и матрицей голограмм, а управляющие входы блока; компенсации разброса оптических сигналов и блока памяти подключены к блоку управления.

На чертеже изображено устройство, содержащее лазер 1, электрооптический модулятор 2, матрицу голограмм

3, объектив считывания 4, первый фотоприемный блок 5, первый усилитель считывания 6, второй фотоприемный блок 7, второй усилитель считывания

8, компаратор 9, комму гатор 10, блок обработки информации 11, блок отображения 12, блок компенсации разброса оптических сигналов 13, механический привод 1 4, инвертор 1 5, усилитель постоянного тока 16, блок памяти 17, блок выделения сигнала адреса 18, интегратор 19, блок управления 20, блок сканирования 21.

Лазер 1 последовательно оптически связан с электрооптическим модулятором 2, матрицей голограмм 3, объективом считывания 4, первым 5 и вторым

7 фотоприемными блоками, Фотоприемные блоки 5 и 7 через усилители считыва-. ния б и 8 связаны с входами компаратора 9. Выход компаратора 9 соединен с информационным входом коммутатора

10, первый выход которого связан с блоком обработки информации 11, а второй — с блоком памяти 17. Один из выходов блока обработки информации соединен с блоком отображения 12, другой — с блоком выделения сигнала адреса 18, выход которого через блок сканирования 21 и механический привод 14 связан с матрицей голограмм

3. Выход блока памяти подключен к усилителю постоянного тока 1 б, выход которого связан с управляющим входом первого усилителя считывания 6 и инвертором 15. Выход инвертора 15 связан с управляющим входом второго усилителя считывания 8. Управляющие входы блока компенсации .разброса

2012

6 оптических сигналов 13 и блока памяти

17 подключены к блоку управления 20."В данном устройстве блок памяти

17 представляет собой совокупность

5 интегрирующей цепи, буферного усилителя с большим входным сопротивлением на транзисторе КП 305Ж и цепи сброса (разряда) с диодом КД 516, Усилитель постоянного тока — намикросхеме К 140 УД8.

В качестве инвертора 15 используется операционный усилитель

К 140 УД1. Такая же микросхема в другом включении используется в ка5 честве интегратора 19.

Блок компенсации разброса оптических сигналов 13 собран по схеме регулируемого стабилизатора постоян20 ного напряжения на транзисторах

КТ 603, КТ 808.

Электрооптический модулятор 2 представляет собой кристалл тантала та лития с нанесенными на него про25 водящими электродами. В кристалле используется поперечный электрооптический эффект. Полуволновое напряжение модулятора — 120 В.

Коммутатор 10 — диодная переклю30 Lamnrasr cxeма, лазер 1 — типа ЛГ-58

1 матрица голограмм 3 — фотоноситель (среда записи) с размещенными на нем субголограммамн. Объектив считывания выпускаемый промьнпленностью оптический прибор с соответствующим фокусным

35 расстоянием, фотоприемные блоки 5, 7 — выпускаемые промышленностью матричные фотоприемники, усилители считывания 6, 8 — операционные. уси40 лители К 140 УД1А, компаратор 9— на микросхеме КПС 102, блок обработки информации 11 — логическое устройство, включающее пересчетные схемы, преобразователи кодов и дешиф45 ратдры, собрано на микросхемах серий

К155 и К516. Блок отображения 12 дисплей, выпускаемый промьппленностью, типа "Кварц" . Механический привод

14 — линейный двигатель,-выпускаемый

50 промьппленностью для привода координатографов. Блок выделения сигнала адреса 18 — логическая схема, включающая дешифраторы и сумматоры rIO модулю два, выполнена на цифровых мж" "кросхемах серии 1 55. Блок сканирования 21 — линейная схема генерации импульсов переменной частоты ы амплитуды, обеспечивающая необходимый режим работы механического привоДа.

952012

Собран на транзисторах KT .603, КТ 903 и линейных микросхемах серии К !18.

Блок управления 20 — логический блок, 4 включающий схемы генерации, пересчета и распределения импульсов, собран на микросхемах серии К 155.

Работает устройство следующим образом. (Перед началом цикла считывания с бло- 10 ка управления 20, который связан с ЭВМ,по-. ступает код адреса голограммы, подле— жащей считыванию, в блок выделения сигнала адреса 18 В блок сканирования 21 поступает команда, по которой 15 блок сканирования управляет работой механического привода 14 таким образом, что матрица голограмм 3 перемещается в позицию, соответствующую заданному адресу. После этого с бло- 20 ка управления 20 подается управляющий сигнал на второй фотоприемный блок

7, по которому производится считывание ключевого слова, записанного на служебной части восстановленной субголограммы. Сигнал с второго фотоприемного блока 7 через второй усилитель считывания 8, компаратор 9 поступает на коммутатор 10. В нормальном положении первый выход коммутато- 30 ра 1 0 соединен с его входом,, в результате открывается путь для сигнала второго фотоприемного блока в блок обработки информации 11 и далее— в блок выделения сигнала адреса 18, 35 где происходит сравнение ключевого адресного слова восстановленной субголограммы с заданным адресом (ключе.вым словом). Если ключевые слова совпадают, с блока управления 20 посту- 40 пает команда на блок компенсации разброса оптических сигналов 13, по которой на выходе блока вырабатываетмя напряжение, смещающее рабочую точку электрооптического модулятора 45

2 в область максимальной экстинкции," после чего при наличии разрешающего сигнала как на первом 5, так и на втором 7 фотоприемных блоках фиксиру-, ется величина сигнала на выходе ком- 50 паратора 9. Вход коммутатора 10 при этом соединен с вторым выходом; сигнал с компаратора 9 поступает в блок памяти 17, и величина его на выходе данного блока в дальнейшем не меняет- 55 . ся в течение всего цикла считывания.

По сигналу, хранящемуся в блоке памяти 17 подается корректирующее напряжение на управляющие входы усилителей, считывания 6, 8. При этом корректирующее напряжение на один из усилителей подается через инвертор, на другой — непосредственно, поэтому при изменении величины корректирующего напряжения происходит изменение коэффициента. усиления одного из усилителей считывания и противоположное изменние коэффициента усиления другого усилителя. В результате достигается баланс коэффициентов усиления усилителей считывания 6, 8, при котором сигналы на входах компаратора 9 при отсутствии информации на входах фотоприемных блоков 5, 7 имеют одинаковую величину. Далее с блока управления 20 поступает сигнал в блок компенсации разброса оптических сигналов

13, по которому рабочая точка электрооптического модулятора 2 смещается на середину линейного участка характеристики, на второй фотоприемный блок 7 и первый фотоприемный блок 5 подается разрешающий сигнал. Второй фотоприемный блок при этом производит считывание эталона плотности, по величине сигнала на выходе которого, поступающего через усилитель 8, интегратор 19 в блок компенсации pasброса оптических сигналов 13, вырабатывается корректирующее напряжение, смещающее рабочую точку электрооптического модулятора 2 таким образом, чтобы обеспечить необходимую интенсивность восстанавливающего луча, требуемую для данной субголограммы.

После этого происходит считывание информационной части субголограммы при помощи первого фотоприемного блока 5.

После окончания цикла считывания с блока управления на фотоприемные блоки 5, 7 подается запрещающий сиг- . нал, на блок памяти — сигнал стирания, на коммутатор 1Π— сигнал, по которому его вход соединяется с первым выходом, а на блок компенсации разброса оптических сигналов 13— сигнал, смещающий рабочую точку электрооптического модулятора на середину линейного участка характеристики.

Устройство готово к поиску и считыванию следующей субголограммы.

В устройстве не предъявляется тре-,, бований к идентичности характеристик. фотоприемных блоков, в частности к совпадению величин их темновых токов и одинаковой их зависимости от температуры, поскольку разброс парамет10

95201 2

Составитель

Техред JI.Сердюкова

Корректор В.Гирняк

Редактор 0.10ркова

Заказ 873 Тираж 343 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва„ Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

П оизводственно-издательский комбинат Патент, r.Óæãîð д, у . p

II

У о л. Гагарина 101 р ров автоматически компенсируется изменением баланса коэффициентов усиления первого и второго усилителей считывания, осуществляемым по сигналу на выходе компаратора в момент отсутствия оптических сигналов на входах фотоприемных блоков. Внешние факторы, которые одновременно действуют как на первый, так и на второй фотоприем- 10 ные блоки, также не оказывает влияния на работу устройства, поскольку их действие в конечном счете сводится к изменению соотношения сигналов на выходах фотоприемных блоков, которые также компенсируются сигналом, подаваемым с усилителя постоянного тока на управляющие входы усилителей считывания. Уменьше we вероятности

1 ошибки и соответствующее повышение надежности устройства осуществляется также за счет того, что каждой субголограмме с определенной плотностью записи и хеминговским весом страницы информации соответствует интенсивность восстанавливающего луча, обеспечивающая максимальное отношение сигнал/шум в оптическом канале.

Таким образом, устройство позволяет устранить влияние разброса параметров фотоприемных блоков, а также осуществить адаптацию интенсивности восстанавливающего луча по хеминговскому весу страницы информации.