DE2122001C3

DE2122001C3 - Optischer Speicher

Info

Publication number: DE2122001C3
Application number: DE2122001A
Authority: DE
Inventors: Juan Jose Langhorne Pa. Amodei; Richard Princeton N.J. Williams
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1970-05-04
Filing date: 1971-05-04
Publication date: 1974-03-07
Also published as: DE2122001B2; NL7106014A; FR2091192A5; CA938722A; DE2122001A1; US3660818A; GB1334574A

Description

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen

F i g. 1 und 2 schematische Darstellungen einer Ausfihrungsform eines Speichermediums, das zur Realisierung der Erfindung verwendet werden kann, F i g. 3 ein schematisches Blockschaltbild eines Speichers gemäß der Erfindung zum Speichern von Hologrammen,

F i g. 4 und 5 Teile des Speichers gemäß F i g. 3 in schematischer Darstellung,

F i g. 6 ein schematisches Blockschaltbild eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung,

F i g. 7 in schematischer Darstellung eine Aufladevorrichtung, die an Stelle eines Teils des in F i g. 3 oder 6 dargestellten Speichers verwendet werden kann, und

F i g. 8 und 9 andere zur Realisierung der Erfindung geeignete Ausführungsformen von Speichermedien in schematischer Darstellung.

Als Speichermedium für Speicher gemäß der Erfindung können verschiedene Materialien verwendet werden, u. a. ferroelektrische Materialien wie Strontiumtiunat, Bariumtitanat, Bariumnatriumniobat und Bariumstrontiumtitanat. Wenn man derartige Isolier- as materialien durch Dotierung oder durch Einbau von Leerstellen leitend gemacht hat und die Oberfläche beispielsweise durch eine Hochspannungs-Koronaentladung in Luft oder einem geeigneten Gas oder auch mittels Elektronen elektrisch aufgeladen worden ist, wird innerhalb des Materials unmittelbar unter der geladenen Oberfläche eine Verarmungsschicht gebildet, in welcher relativ starke elektrische Felder gespeichert werden.

In F i g. 1 ist diese Erscheinung schematisch dargestellt. Die Oberflächenladung, die beim dargestellten Beispiel negativ ist, aber auch positiv sein könnte, ist durch die Minus-Symbole innerhalb der Kreise angedeutet, während das in der Verarmungsschicht erzeugte starke elektrische Feld durch die Plus-Symbole dargestellt ist. Die Verarmungsschicht durchdringendes polarisiertes Licht erfährt durch die in der Schicht vorhandenen Felder beträchtliche Phasenänderungen.

Es wurde nun gefunden, daß die oben erläuterte Erscheinung für die Speicherung von binären oder analogen Informationen ausgenutzt werden kann. Wenn die geladene Oberfläche des Materials mit moduliertem Licht ausreichender Intensität bestrahlt wird, ist eine selektive Entladung die Folge. F i g. 2 zeigt in schematischer Form die Ladung und das entsprechende elektrische Feld, das nach einer solchen selektiven Entladung zurückbleibt. Das verbleibende Ladungsbild entspricht der Modulation des Lichtes. Wie noch gezeigt werden wird, kann man dieses Ladungsbild entweder dadurch erzeugen, daß man aui die Oberfläche eine räumlich modulierte Strahlung wie z. B. ein Bild oder das Interferenzmuster eines Hologramms richtet, oder dadurch, daß man die Oberfläche mit einem in seiner Stärke modulierten Strahl abtastet. Wie ebenfalls noch näher erläutert werden wird, kann man die gespeicherte Information dadurch wiedergewinnen, daß die Oberfläche mit polarisiertem Licht vergleichsweise geringerer Intensität bestrahlt wird und ein geeignet orientierter Analysator sowie ein Schirm oder eine andere Lichtaufnahmeeinrichtu: g verwendet werden, während im Falle der Hologrammspeicherung die Information durch Wellenfrontwiedcrherstellung zurückgewonnen werden kaDn.

F i g. 3 zeigt einen Speicher gemäß der Erfindung zum Speichern und Ablesen von Hologramminformationen. Das Speichermedium 10 ist das oben beschriebene elektro-optische Halbleitermedium, das lichtdurchlässig ist. An diesem Medium kann eine geerdete Elektrode 11 befestigt sein.

Damit das Medium 10 Informationen speichern kann, wird seine Oberfläche 13 aufgeladen. Zu diesem Zweck wird eine Maske 28, deren Funktion noch erläutert werden wird, entfernt und eine Hochspannungsquelle 15 angeschaltet, beispielsweise durch Schließen eines Schalters 19. Die Quelle, die eine Spannung von z.B.7 bis IOkV an eine Elektrode 17 anlegt, bewirkt zwischen dieser Elektrode und der Oberfläche eine Koronaentladung, wodurch sich ziemlich gleichmäßig eine Ladung über die Oberfläche 13 des Mediums 10 verteilt. Dies ist aber nur eine von verschiedenen Möglichkeiten zum Erzeugen einer solchen Ladung, wie an weiteren Beispielen noch erläutert werden wird. Nach der Aufladung wird die Maske 28 wieder in ihre ursprüngliche Stellung gebracht. Der Schalter 19 wird geöffnet, und wenn dies wünschenswert ist, kann die Elektrode 17 entfernt werden.

Die Schreibeinrichtung des in F i g. 3 dargestellten Systems enthält einen Laser 12, der durch einen halbverspiegelten Spiegel 14 hindurch einen Teil eines kohärenten Lichtstrahls zu einem Ablenksystem 16 wirft. Ein anderer Teil des Strahles wird vom Spiegel reflektiert und durch ein optisches System, das schematisch durch zwei Linsen 18 und 20 angedeutet ist, auf einen Spiegel 22 gerichtet. Der Spiegel reflektiert die verbreiterte Lichtstrahlung durch einen Diffusor 24 und ein Objekt 26 hindurch auf die Maske 28. Die Maske enthält ein Loch 30, durch welches der Referenzstrahl 32 und ein Teil der Objekt- oder Informationsstrahlung 34 gelangen.

Das Objekt 26 kann eine »Seite« mit binären Informationen sein, wie sie in Fig.4 dargestellt ist. Zur Vereinfachung sind zwar nur sechzehn Bits dargestellt, doch kann diese Seite in der Praxis 10' bis 10« Bits enthalten. Ein Bit eines ersten Wertes, beispielsweise eine binäre 1, wird durch ein transparentes Quadrat repräsentiert, das Bit des anderen Wertes, die binäre »0«, durch ein undurchlässiges Rechteck (oder umgekehrt).

Wenn die Maske 28 verwendet wird, ist sie mechanisch in zwei Richtungen bewegbar, damit ein Zugriff zu jedem der beispielsweise 10' bis 10" Speicherplätze auf dem Speichermedium 10 möglich ist. Selbstverständlich muß jedesmal, wenn ein anderer Speicherplatz beschrieben werden soll, eine andere Seite als Objekt 26 eingesetzt werden. Das Loch in der Maske und der dadurch definierte Speicherplatz können sehr klein sein, etwa in der Größenordnung weniger Quadratmillimeter oder kleiner.

Wenn der Laser 12 eingeschaltet wird, wird sein Strahl vom Ablenksystem 16 durch das Loch 30 in der Maske 28 und auf einen Speicherplatz auf dem Speichermedium 10 gelenkt. Bei dem Ablenksystem 16 kann es sich um irgendein bekanntes elektronisches, akustisches oder elektromechanisches System handeln. Derselbe Speicherplatz auf dem Speichermedium 10 wird auch von einem Teil der Informationsstrahlung beleuchtet. Die Beleuchtung der Oberfläche 13 des Mediums 1· durch den Referenzstrahl

und die Informationsstrahlung hat die selektive Beseitigung der elektrischen Ladung auf dieser Oberfläche zur Folge. Auf der Oberfläche verbleibt ein Ladungsbild, das als Hologramm im Speichermedium gespeichert wird.

Es bestehen verschiedene Möglichkeiten zum Abwandeln des Speichers gemäß Fig.3. Wenn man beispielsweise eine geeignete Optik zum Kollimieren der Objektstrahlung 34 verwendet, kann man auf die Maske 28 verzichten.

Ein Hologramm, wie es oben beschrieben wurde, kann durch den den Laser 12 und das System 16 enthaltenden Teil des Speichers gemäß F i g. 3 in Verbindung mit einer Leseeinrichtung 40 gelesen wer-

trachter oder auf Wunsch ein Speichermedium wie ein Film oder eine Lichtaufnahmeeinrichtung wie etwa eine Fernsehkamera befinden.

Im Betrieb erzeugt während des Schreibzyklus die Lichtquelle 42 einen starken Lichtstrahl, der rasterartig die aktive Oberfläche 13 des Speichermediums überstreicht. Das an eine Leitung 58 angelegte Signal bewirkt, daß der Modulator 44 entsprechend dem In-

gendeine geeignete elektro-akustische oder elektromechanische Vorrichtung sein. Die Ablenkvorrichtung bewirkt eine Rasterabtastung der Oberfläche 13 des Speichermediums 10 durch den abgelenkten 5 Lichtstrahl 48, beispielsweise nach dem Fernsehprinzip.

Der Leseteil des Speichers gemäß Fig.6 enthält eine Lichtquelle 59, die ein schwächeres Licht als die Lichtquelle 42 erzeugt. Der von der Lichtquelle 50 ίο gelieferte Lichtstrahl durchlauft einen Polarisator 52, von dem er in linear polarisiertes Licht umgewandelt wird. Das linear polarisierte Licht gelangt durch das Speichermedium und durch einen Analysator 54 hindurch zu einer geeigneten Bildempfangseinrichtung

den. Die übrigen Bestandteile 14, 18, 20, 22, 24 und 15 wie z. B. einem Schirm 56. An der Stelle des Schir-26 können entfernt werden. Der Laserstrahl, der nun mes 56 kann sich statt dessen auch einfach ein Beeine relativ geringe Intensität hat, wird auf eine gewünschte Stelle auf dem Speichennedium gelenkt.
Die Leseeinrichtung 40 kann so angeordnet sein, wie
dies in der Zeichnung dargestellt ist, d.h. in einer 20
Position, die zu derjenigen konjugiert ist, welche
durch die Seite oder das Objekt 26 während des
Schreibens der Information eingenommen wurde. An
dieser Stelle erfolgt die Wiederherstellung des Bildes

auf Grund der Lichttransmission durch Hologramm, as formationsinhalt des Signals eine Intensitätsmodula-Das Bild wird wiederhergestellt, da die unterschied- tion des Lichtstrahls durchführt; der Rasterabtastlich geladenen Bereiche des gespeicherten Bildes die strahl 48 zeichnet dadurch Informationen, wie z, B. erforderliche, unterschiedlich große Phasenverzöge- ein Bild, ein Zeichen od. dgl. oder einfach eine Binärrung in d»s durchgelassene Licht einführt. Die Art, information hoher Dichte auf die Oberfläche 13. in der dies geschieht, entspricht ziemlich genau bei- 30 Diese Information wird durch selektive Entladung spielsweise dem Lesen eines aufgezeichneten »Pha- der gespeicherten Ladung aufgezeichnet, senhologramms«. Das in der oben beschriebenen Weise erzeugte La-

Statt des oben erläuterten Beispiels kann sich die dungsbild kann zu einer späteren Zeit parallel mittels Leseeinrichtung auch an der Stelle des Objekts 26 der Lichtquelle 50 gelesen werden. Wenn der Polaribefinden. In diesem Fall entsteht das wiedergewon- 35 sator richtig in bezug auf den Analysator orientiert nene reale Bild durch Lichtreflexion vom HoIo- ist, können die starke elektrische Felder enthaltenden gramm. Teile des Speichermediums 10 veranlaßt werden, das

Für die Leseeinrichtung 40 sind verschiedene Aus- Licht ganz oder teilweise auszulöschen, und die führungsformen möglich. Beispielsweise kann die Le- Teile, welche niedrigere elektrische Feldwerte speiseeinrichtung ein Feld aus Photozellen sein, die sich 40 ehern, können proportional zum Ausmaß der Entlajeweils an den Stellen befinden, die den Informa- dung während des Schreibens bewirken, daß aufein-

~ anderfolgend größere Lichtmengen durchgelassen

werden. Selbstverständlich ist auch ein umgekehrter Betrieb möglich, wobei das gelesene Bild einem Ne-45 gativ statt einem Positiv entsprechen würde.

Die beschriebenen Vorginge haben ihre Ursache darin, daß die unterschiedlich geladenen Bereiche des Speichermediums die Polarisationsebene des linear polarisierten Lichtes über verschiedene Winkel

läuterung des vorliegenden Beispiels in einem trans- 5° drehen. Der Polarisator kann so orientiert sein, daß parenten Glaskolben befindlich dargestellt, der ein die am stärksten geladenen Bereiche keine Änderung anderes' Gas als Luft enthält. Ein hierfür geeignetes des Polarisationswinkels bewirken. In diesem F ¹J Gas ist beispielsweise Schwefelhexafluorid (SF₁). Die werden die am schwächsten geladenen Bereiche eine vorläufige Aufladung des Speichermediums 10 er- der Lichtkomponenten in einem zur anderen Komfolgt mittels einer Spannungsquelle 15 und einer 55 ponente unterschiedlichen Ausmaß verzögern, wo-Elektrode 17 wie beim Speicher gemäß Fig.3. Der durch das linear polarisierte Licht elliptisch polari-Vorteil dieser Anordnung gegenüber der Anordnung siert wird. Durch richtige Wahl der Parameter des der F i g. 3 liegt darin, daß die Fähigkeit eines Isola- Systems, wozu beispielsweise die Größe der Spantors, die von einer Koronaentladung erzeugte Ladung nung zum Aufbringen der Anfangsladung gehört, zu speichern, davon abhängig ist, welche Art von ^6o kann durch die am schwächsten geladenen Bereiche Ionen in der Entladung gebildet werden. Verwendet auf den .Analysator fallendes. Licht erzeugt werden, man andere Gase als Luft, so wird der Bereich ver- das eine wesentliche Komponente besitzt, welche in wendbarer Isolatonnaterialien vergrößert. einen Winkel von 90° bezüglich der Polarisations-

Der in F i g. 6 dargestellte Speicher enthält eine ebene des durch die am stärksten geladenen Bereiche Lichtquelle 42, die darstellungsgemäß, aber nicht ^e5 passierenden Lichtes orientiert ist. Der Analysator notwendig ein Laser ist. Der von der Lichtquelle er- kann so orientiert sein, daß er praktisch vollständig zeugte Strahl läuft durch einen Modulator 44 und das durch die am stärksten geladenen Bereiche geeine Strahlablenkvorrichtung 46. Letztere kann ir- langende linear polarisierte Licht und wenigstens

tionsbitplätzen auf der Objektseite entsprechen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind also sechzehn solche Photozellen vorhanden, die in F i g. 5 jeweils durch den Buchstaben P bezeichnet sind.

In F i g. 6 ist ein zweites Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hier kann die »aktive Oberfläche« des Speichermediums 10 ebenso wie in F i g. 3 in Luft angeordnet sein, doch ist sie zur Er-

einen großen Teil des durch die am schwächsten geladenen Bereiche gelangenden Lichtes auslöscht, oder er kann relativ zu dieser Lage um 90^c gedreht werden.

Bei dem in F i g. 6 dargestellten Speicher wurde zwar angenommen, daß sequenziell geschrieben und parallel gelesen wird, doch bestehen auch andere Möglichkeiten. Wenn beispielsweise der Speicher gemäß F i g. 6 zum Speichern einer binären Information verwendet wird, kann diese Information sequenziell gelesen werden, etwa jedesmal ein Bit oder auf Wunsch jedesmal ein Byte, das aus einer Standardanzahl wie z. B. 8 Bits besteht. Zum sequenziellen Lesen würde man Einrichtungen analog zum Laser 42, zum Modulator 44 und zur Ablenkvorrichtung 46 gemäß F i g. 6 verwenden. Die Lichtquelle arbeitet aber vorzugsweise hierbei mit einer Intensität, die so gering ist, daß ein nichtlöschender Lesebelrieb möglich ist.

Bei beiden Speichern gemäß F i g. 3 und 6 bestehen eine Anzahl von Möglichkeiten zum Löschen der gespeicherten Information. Beispielsweise kann die Oberfläche erneut durch die Hochspannungsquelle aufgeladen werden. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die Oberfläche 13 mit einem starken unmodulierte ι Lichtstrahl vollständig zu entladen.

Bei beiden Ausführungsbeispielen gemäß F i g. 3 und 6 kann statt der Koronaaufladung auch eine Aufladung durch einen Elektronenstrahl erfolgen. Hierfür ist es zweckmäßig, für das Speichermedium 10 die Frontplatte einer Kathodenstrahlröhre zu verwenden, wie in Fig. 7 dargestellt ist. Das Speichermedium kann an Masse gelegt werden. Das Strahlerzeugungssystem 60 arbeitet mit hohem negativem Potential und überflutet die Oberfläche 1.3 des Speichermediums mit einer Elektronenstrahlung. Statt dieser Flutstrahlung kann auch die Oberfläche 13 mittels einer Ablenkeinrichtung rasterartig abgetastet werden, damit auf die Oberfläche eine gleichmäßige Ladung aufgebracht wird.

Das in F i g. 1 und 2 dargestellte Speichermedium 10 kann eine Dicke von D = I mm haben (diese Dicke ist aber nicht kritisch) und eine Verarmungszone besitzen, deren Dicke nur einen sehr kleinen Bruchteil dieses Wertes beträgt. Die wirksame Dicke dieser Zone richtet sich nach dem Dotierungspegel des Materials. Je größer der durch die Dotierung bewirkte spezifische Widerstand ist, um so größer ist die wirksame Dicke der Schicht. Sie beträgt beispielsweise in Strontiumtitanat mit einer Dotierungskonzentration von 10¹⁸ Donatoren/cm³ ungefähr 2 ' 10~⁴ cm für Verarmungsschichtspannungen von etwa 100 V.

Statt der in F i g. 1 und 2 dargestellten können für die Speicher gemäß Fig. 3 und 6 auch andere Strukturen verwendet werden. Ein Beispiel hierfür ist in F i g. 8 dargestellt, wobei es sich um eine Schicht 62 hohen spezifischen Widerstands auf einem Substrat 64 geringen spezifischen Widerstands handelt. Zur Schaffung dieser Struktur kann man von einem Kristall aus einem Halbleiter mit einer großen Bandlücke wie Galliumphosphid, Galliumarsenid od. dgl. ausgehen, der durch sein gesamtes Volumen hindurch mit Donatorverunreinigungen wie Selen, Tellur. Schwefel, Silicium oder Zinn dotiert worden ist. Es schließt sich die Diffusion von Kompensator-Akzeptorverunreinigungen wie Zink, Kadmium, Mangan oder Magnesium in eine dünne Oberflächenschicht an. Die kompensierenden Zentren neutralisieren den Effekt der Donatorverunreinigungen durch Einfangen der freien Elektronen der Donatoratome, wodurch das Material wieder seinen spezifischen Eigenwiderstand (Intrinsic-Werte) zurückerhält.

In vielen Ionenkristallen der für die Speicher gemäß F i g. 1 und 6 geeigneten Art, welche Kristalle hohe elektro-optische Koeffizienten aufweisen, besteht eine bevorzugte Methode zum Erhöhen der spezifischen Leitfähigkeit der Intrinsic-Proben darin, durch einen Reduktionsvorgang Leerstellen im Gitter zu schaffen. Bei SrTiO₃ oder BaTiO₃ kann dies dadurch geschehen, daß man das Material auf eine Temperatur von etwa 700° C in einer Wasserstoffatmosphäre wenige Stunden lang erhitzt. Durch diese Behandlung entstehen Sauerstoff-Leerstellen im Gitter, die als Donatoren wirken. Das Material kann ohne weitere Behandlung gemäß F i g. 1 verwendet werden. Vorzugsweise wird jedoch anschließend eine Oberflächenschicht hohen spezifischen Widerstands wie die Schicht 62 in F i g. 8 erzeugt, und zwar durch Oxydation des Kristalls durch dessen Erhitzung auf etwa 900° C in einer Sauerstoffatmosphäre während einer vorbestimmten Zeitdauer. Dadurch werden in einer Schicht, deren Dicke durch entsprechende Wahl der Oxydationszeit gesteuert werden kann, die Leerstellen eliminiert.

Eine andere, zur Realisierung der Erfindung geeignete Ausfü'nrungsform eines Speichermediums it,t in F i g. 9 dargestellt. Es besteht aus einem transparenten leitenden Grundkörper 66 oder Halbleiter mit einer dünnen Oberflächenschicht in Form einer photoleitenden Isolierschicht 68 wie Strontiumtitanat (SrTiO₃) oder Bariumtitanat (BaTiO,). Die dünne Schicht kann auf den Halbleiter oder Grundkörper 66 durch Vakuumniederschlag oder Kathodenzerstäubung (Schmelzspritzverfahren) aufgebracht oder auch epitaxial auf ihm gezüchtet werden. Ein typischer Wert für die Dicke der photoleitenden Schicht beträgt 1 Mikron, während eine typische Seitenabmessung 2 χ 2 cm betragen kann. Beim Betrieb dieser Ausfü'nrungsform des Speichermediums stellt die photoleitende Schicht 68 die aktive Schicht der Vorrichtung dar, da das vom Ladungsbild erzeugte Feld

über die gesamte Dicke dieser Schicht erscheint. Im übrigen ist der Betrieb ähnlich den bereits beschriebenen Vorgängen. Zunächst wird die Oberfläche in der bereits angegebenen Weise aufgeladen. Durch Belichtung der Oberfläche mit Licht einer Wellenlänge, die Elektronen/Löcher-Paare in der Schicht 68 erzeugt oder die Ladungen von den Ionen auf der Oberfläche freisetzt, erfolgt dann das Schreiben. Während der Anfangsaufladung des Speichermediums gemäß Fig. 8 und 9 kann der Grundkörpei

(Substrat 64 bzw. Grundkörper 66) in der dargestellten Weise geerdet werden.

Zwei Methoden zum Aufladen der Oberfläche de; Speichermediums wurden bereits erläutert. Es besteht noch eine dritte Möglichkeit, nämlich die Ober fläche mit einer Ionenlösung zu bestreichen, die au; einem in einem flüchtigen organischen Lösungsmit tel wie Azeton gelösten Ionisierungssalz wie Natri umchlorid besteht. Mit einem Löscher oder eine ähnlichen absorbierenden Auftragungseinrichtun;

kann eine dünne Schicht der Lösung auf die Isolator oberfläche aufgetragen werden. Die zwischen di Lösung und den Isolator abgelegte elektrische Span nung hatte zur Folge, daß Ionen eines gegebene

409 610/39:

Vorzeichens bevorzugt zur Festkörperoberfläche überführt werden, die elektrisch geladen bleibt. Das auf der Isolatoroberfläche nach deren Aufladung verbleibende überschüssige flüchtige Lösungsmittel verdampft schnell, und nur die Ionen und ihre entsprechende Ladung bleiben zurück.

Nach den oben erläuterten Methoden ist eine halbpermanente oder eine dauernde Informationsspeicherung möglich. Ohne daß besondere Vorkehrungen erforderlich sind, läßt sich eine Speicherdauer von Tagen oder Wochen erreichen, was für jeden dynamischen Speicher und auch für viele Speicher mit Lese- und Schreibbetrieb ausreicht. Für eine Dauerspeichcrung können auch ferroetcktrische Materialien verwendet werden. Hier ist es jedoch zweckmäßig, die Oberfläche des ferroelektrischen Kristalls während des Schreibzyklus auf eine Temperatur knapp oberhalb der Curie-Temperatur zu erhitzen und sie dann auf eine wesentlich niedrigere Temperatur abzukühlen. Auf diese Weise wird das durch die

10

Ladung hergestellte Anordnungsmuster der Weißschen Bezirke permanent festgelegt.

Die beschriebenen Speicher haben eine Reihe von wichtigen Vorteilen. Beispielsweise besteht theoretisch die Möglichkeit, daß das durch das Speichermedium gelangende Licht die beträchtliche Phasenverschiebung von 180° erfährt. Bei einer derartigen Phasenverschiebung ist nicht nur ein Hologrammwirkungsgrad von 30 °/o möglich, sondern auch die vollständige Auslöschung des die Bereiche hoher Ladung durchquerenden Lichtes bei einer Durchlässigkeit der entladenen Bereiche von nahezu lOO°/o, falls keine holographische Speicherung erfolgt (F i g. 6). Theoretische Untersuchungen haben auch ergeben, daß eine Schreibempfindlichkeit von etwa 1 Microjoule/cm-' erreichbar ist. Dieser Wert ist um Größenordnungen höher als bei anderen Methoden. Die hohe Empfindlichkeit erlaubt ein sequenzielles Schreiben mit hohen Bildwechselfrequenzen und einer hohui Informaticnspackungsdichte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Quelle zur Oberfläche lenkende Anordnung die-Pateniansprüche: nen (F i g. 7).

1. Optischer Speicher mit einem Speicherme-

dium, auf dessen Oberfläche eine elektrische La- 5
dung speicherbar ist, die durch Bestrahlung der

Oberfläche mit eine Information schreibendem Die Erfindung betrifft eine» optischen Speicher Licht selektiv entladbar ist, und mit einer Ein- mit einem Speichermedium, auf dessen Oberfläche richtung zum Lesen der gespeicherten Informa- eine elektrische Ladung speicherbar ist, die durch tion, d-adurch gekennzeichnet, daß io Bestrahlung der Oberfläche mit eine Information zum Schreiben der Information mittels eines mo- schreibendem Licht selektiv entladbar ist, und mit dulieiten Lichtstrahls eine Lichtquelle (12) vor- einer Einrichtung zum Lesen der gespeicherten Ingesehen ist, die Licht einer gegebenen Mindestin- formation.

tensität erzeugt, bei deren Unterschreitung die In der Datenverarbeitungstechnik besteht Bedarf Oberfläche (13) nicht entladbar ist, daß zum Le- 15 nach einem optischen Speicher hoher Auflösung und sen der gespeicherten Information die Oberfläche großer Kapazität, der mit annehmbarer Geschwindig-(13) mit Licht bestrahlt wird, dessen Intensität keit betrieben werden kann. Es sind optische Speigeringer ist als die gegebene Mindestintensität, eher, insbesondere solche mit leicht änderbarem In- und daß eine Leseeinrichtung (40) vorgesehen ist, formationsinhalt bekannt, in deren Speichermedien die auf einen von der Größe der gespeicherten *o während eines Schreibvorgangs ein oder mehrere Pa-Ladung abhängigen Parameter von der Ober- rameter geändert werden könnei·, die während des fläche kommenden Lichtes anspricht. Lestbetriebs als Maß für die im Speichermedium ge-

2. Optischer Speicher nach Anspruch 1, da- speicherte Information dienen können. Die Speicher durch gekennzeichnet, daß das Speichermedium mit solchen bekannten Speichermedien arbeiten ent-(10) aus einem ferroelektrischen Material gebil- »5 weder zu langsam (beispielsweise beim Schreiben), det ist. oder sie verlangen schwierig einzuhaltende Bedin-

3. Optischer Speicher nach Anspruch 1, da- gungen, wie z.B. eine Temperaturerhöhung im durch gekennzeichnet, daß sich an der Ober- Speichermedium bis über die Curie-Temperatur dieflache (13) des Speichermediums ein Bereich (62) ses Mediums.

hohen spezifischen Widerstandes befindet, der 30 Aus der deutschen Auslegeschrift 1 154 825 ist ein

auf einem Substrat (64) mit niedrigem spezifi- Verfahren bekannt, bei welchem durch Aufladung

schem Widerstand angeordnet ist. oder physikalische Veränderung an der Oberflächen-

4. Optischer Speicher nach Anspruch 1, da- schicht des Speichermediums erzeugte Informationen durch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (13) mit einem Elektronenstrahl gelesen werden, dessen des Speichermediums durch eine photoleitende 35 Abtastgeschwindigkeit unter Berücksichtigung von Schicht (68) gebildet ist, die sich auf einem Sub- Magnet- und Bremsfeldern so gering sein soll, daß strat (66) mit hoher spezifischer Leitfähigkeit be- beispielsweise in den bekannten Superorthikonröhren findet. ein elektrostatisches Ladungsbild wiederholt und

5. Optischer Speicher nach einem der vorange- ohne Löschung abgetastet werden kann. Die elektrihenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 40 sehe Abtastung hat sich jedoch in manchen Fällen eine Leseanordnung eine Lichtquelle (50, 52) für als unzweckmäßig erwiesen, z. B. weil ein gespeicherlinear polarisiertes Licht zum Beleuchten der tes optisches Bild nicht direkt, sondern erst durch Oberfläche (13) sowie einen Analysator (54) ent- Umwandlung elektrischer Signale gewonnen werden hält, der Licht von der Oberfläche empfängt und kann.

so orientiert ist, daß er diejenigen Teile des pola- 43 Aufgabe der Erfindung ist, einen Speicher anzuge-

risierten Lichtes voneinander unterscheidet, die ben, der rein optisch beschrieben und gelesen werden

unterschiedlich geladenen Bereichen der Ober- kann,

fläche entsprechen. Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Spei-

6. Optischer Speicher nach einem der vorange- eher der eingangs genannten Art dadurch, daß zum henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 30 Schreiben der Information mittels eines modulierten eine Schreibeinrichtung vorgesehen ist, die auf Lichtstrahls eine Lichtquelle vorgesehen ist, die der Oberfläche ein Interferenzmuster erzeugt, das Licht einer gegebenen Mindestintensität erzeugt, bei ein Hologramm darstellt (F i g. 3), und daß zum deren Unterschreitung die Oberfläche nicht entladbar Lesen eine Vorrichtung (12), die zur Wiederher- ist, daß zum Lesen der gespeicherten Information die stellung des als elektrisches Ladungshologramm 55 Oberfläche mit Licht bestrahlt wird, dessen Intensität gespeicherten Bildes die Oberfläche (13) mit ko- geringer ist als die gegebene Mindestintensität, und härentem Licht bestrahlt, sowie eine am Ort des daß eine Leseeinrichtung vorgesehen ist, die auf wiederhergestellten Bildes zu dessen Empfang einen von der Größe der gespeicherten Ladung abangeordete Einrichtung (40) vorgesehen sind. hängigen Parameter von der Oberfläche kommenden

7. Optischer Speicher nach einem der vorange- 60 Lichtes anspricht.

henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Die Erfindung hat nicht nur den Vorteil, daß zur

zum Aufladen der Oberfläche (13) eine Hoch- Wiedergewinnung eines Bildes nicht erst elektrische

Spannungsquelle (15) dient, die eine Koronaent- Signale in Lichtsignale umgewandelt werden müssen,

ladung zur Oberfläche erzeugt. sondern es besteht außerdem die Möglichkeit, zwi-

8. Optischer Speicher nach einem der An- 63 sehen seriellem Lesen (Abtastung durch einen Lichtsprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß strahl) und Parallel-Lesebetrieb (unter Verwendung zum Aufladen der Oberfläche (13) eine Elektro- einer das ganze Bild bestrahlenden Flutlichtquelle) nenquelle (60) und eine die Elektronen von der zu wählen.