Концептуальное проектирование устройств трехмерной голографической памяти на основе голограмм Фурье

• Автор: Давыдова, Светлана Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 195 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ

1.1. Организация устройств оптической памяти на основе

принципов голографии

1.1.1. Основные понятия голографии

1.1.2. Принципы записи и считывания голограмм.

1.1.3. Систематизация голограмм.

1.2. Концептуальное проектирование технических систем.

1.3. Математическое моделирование и конструктивные реализации

в области голографических запоминающих устройств
1.4. Цель и задачи работы.
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА КОНЦЕПТУАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
2.1. Объект проектирования
2.2. Моделирование предметной области.
2.2.1. Представление физических знаний
2.2.2. Создание объектноориентированного фонда физических эффектов Голография на основе анализа функций и процессов ГЗУ
2.2.3. Формализация информации об объекте проектирования
2.2.4. Систематика математических моделей в области голографии
2.3. Методика концептуального проектирования ГЗУ
2.3.1. Принципы концептуального проектирования ГЗУ
2.3.2. Этап 1. Формулирование потребности.
2.3.3. Этап 2. Определение шаблона ФПД для проектируемого ГЗУ.
2.3.4. Этап 3. Синтез структур ФПД
2.3.5. Этап 4. Математическое моделирование процессов ГЗУ.
2.3.6. Этап 5. Интеграция ФПД компонент ГЗУ в составе ФПД ГЗУ.
2.4. Основные результаты и выводы.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ТРЕХМЕРНОЙ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ПАМЯТИ.
3.1. Проектирование.
3.1.1. Формирование требований к системе
3.1.2. Архитектура
3.1.3. Структура данных.
3.2. Реализация
3.2.1. Представление ФЭ.
3.2.2. Реализация синтеза ФПД.
3.2.3. Визуализация ФПД.
3.2.4. Организация математических вычислений
3.2.5. Ограничения функциональности исследовательского прототипа
3.3. Основные результаты и выводы
ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ
СИСТЕМЫ КОНЦЕПТУАЛЬНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ГОЛОГРАФИЧЕСКИХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ.
4.1. Ведение фонда физических эффектов.
4.2. Методика проектирования ГЗУ с использованием автоматизированной системы концептуального проектирования ГЗУ.
4.2.1. Этап 1. Описание потребности.
4.2.2. Этап 2. Определение шаблона ФПД, обязательного к применению при синтезе ФПД
4.2.3. Этап 3. Отбор синтезированных структур ФПД.
4.2.4. Этап 4. Математическое моделирование.
4.2.5. Этап 5. Интеграция ФПД компонент ГЗУ в составе ФПД ГЗУ.
4.2.6. Анализ результатов концептуального проектирования ГЗУ
4.3. Основные результаты и выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


При этом существенно, что точка фокусировки обращенной волны является в этом случае именно той точкой, в которую переместится объект за время, пока обращенная волна распространится от голограммы до этого объекта. Существуют два основных метода построения оптической памяти. В первом запись информации производится лазерным излучением, которое фокусируется на поверхности фоточувствительного носителя в небольшое пятно и оставляет там след. Это может быть отверстие в металлической пленке, потемнение фотоэмульсии, переориентация намагниченных доменов. Этот метод называют записью по точкам или побитовой записью. Во втором методе запись информации фиксируется в виде голограммы, как результат интерференции двух или нескольких лазерных лучей, падающих на фоточувствительную поверхность. В настоящее время используются оба указанных метода для создания оптических систем памяти. Однако, если первый уже широко используется, то голографический - пока находится в стадии экспериментальных разработок и пробных технических решений [,,]. При голографической записи легко реализуется многоканальность, при которой фиксируется не только интенсивность, но и фаза сигналов. Способ хранения информации в виде голограмм более рационален и выгоден. В случае голографирования элементы информации записываются на большой площади фоточувствительного слоя путем их наложения и не локализуются в отдельных точках фотослоя. Каждый участок голограммы содержит информацию о всех элементах объекта и позволяет воссоздать его полное изображение, что говорит об ассоциативности голограмм. Голографический метод позволяет записывать информацию массивами, в том числе в виде одномерных (линейных) голограмм, который особенно подходит для создания дисковых систем памяти. Двумерная голограмма, записываемая на светочувствительную поверхность носителя, может быть представлена как в аналоговой, так и в цифровой форме []. В первом случае это могут различные изображения, которые записываются на промежуточный носитель. Во втором случае первичная информация представляет собой многоразрядные числа в двоичном коде с числом разрядов порядка десятков или сотен. Эти числа, выражаемые определенной последовательностью электрических импульсов, предварительно также записываются на промежуточный носитель. Каждое многоразрядное число после этого будет представлено в виде набора светлых и темных пятен. Заполненный таким образом кадр называют транспарантом. Таким образом, первичная информация преобразуется к виду, удобному для голографирования. Далее вся информация вводится в регистрирующую среду, на которую записываются последовательно голограммы всех транспарантов. При этом голограммы можно накладывать друг на друга, изменяя наклон опорной волны, или записывать их на отдельные небольшие участки. В году Э. Лейт и Ю. Схема, предложенная ими, используется в изобразительной голографии. Пучок когерентного излучения лазера направляется на полупрозрачное зеркало, с помощью которого получают два пучка -предметный и опорный. Опорный пучок направляют непосредственно на фотопластинку. Предметный пучок освещает объект, голограмму которого регистрируют. Отраженный от объекта световой пучок попадает на фотопластинку. В плоскости пластинки два пучка - объектный и опорный образуют сложную интерференционную картину, которая представляет собой изображение стоячей волны. Если голограмму записать в некоторой объемной среде, то полученная модель стоячей волны воспроизводит не только амплитуду и фазу, но и спектральный состав записанного на ней излучения. Это обстоятельство было положено в основу создания трехмерных (объемных) голограмм [,]. После проявления голограммы на засвеченных плоскостях образуются слои почернения. В результате этого создаются так называемые брэгговские плоскости, которые обладают свойством частично отражать свет, то есть в эмульсии создается трехмерная интерференционная картина. Такая толстослойная голограмма обеспечивает эффективное восстановление объектной волны при условии, что угол падения опорного пучка при записи и восстановлении останется неизменным. Не допускается также изменение длины волны света при восстановлении.