Принципы голографической записи информации

Голографическая память основывается на записи интерференционной картины, образованной в результате сложения световой волны, отраженной от объекта или прошедшей через него (объектной волны), и когерентной волны, идущей непосредственно от ИС (опорной волны). Если зафиксированную картину (голограмму) затем осветить тем же опорным источником, расположенным относительно нее точно так же, как и при записи, то в результате взаимодействия опорной волны с голограммой в пространстве образуется волна, восстанавливающая изображение объекта, совпадающее с ним по форме и пространственному положению.

Развитие голографических методов записи привело к использованию многих материалов. Голограмма, зафиксированная на фотоэмульсии, за счет почернения модулирует световой поток по амплитуде, однако при этом происходит и его фазовая модуляция. Голограмма, полученная на прозрачном материале, модулирует свет только по фазе.

В соответствии с этим различают фазовые и амплитудные голограммы.

Интегральная и волоконная оптика

Интегральная оптика – область оптоэлектроники, которая основывается на использовании оптических явлений в миниатюрных плоских диэлектрических волноводах, а также других элементах, изготовленных на общей подложке и образующих так называемую интегрально-оптическую схему, предназначенную для обработки информации оптическими и оптоэлектронными методами.

Как правило, работа интегрально-оптической схемы предполагает ее оптическую стыковку со световыми волокнами – тонкими прозрачными нитями обычно круглого сечения.

Передача оптического излучения по волокнам имеет важное практическое значение, в связи с чем сформировалось относительно самостоятельное направление оптоэлектроники – волоконно-оптические линии связи (ВОЛС).

Базовым элементом интегральной оптики является плоский оптический волновод, представляющий собой тонкий диэлектрический слой. В нем имеет место явление полного внутреннего отражения, заключающееся в том, что преломление света на верхней и нижней границах волновода не происходит и вся энергия уносится отраженной волной, т.е. возвращается в оптически более плотную среду.

Подобно плоским диэлектрическим волноводам в интегрально-оптических схемах, волоконные световоды различной длины применяют для направленной передачи оптического излучения, которое вводят через торцевой конец световолокна.

В простейшем случае оптическое волокно представляет собой тонкую нить круглого сечении из прозрачного в нужной спектральной области материала (стекло, кварц, различные полимеры).

Положение радикально изменяется при переходе к двухслойному световоду, представляющему собой световедущую середину (жилу), покрытую оболочкой из материала, показатель преломления которого п_о меньше, чем жилы п_в.

Световод со ступенчатым профилем коэффициента преломления можно покрыть еще одной защитной, упрочняющей, например, полимерной оболочкой, снабдить армирующими элементами, обеспечивающими необходимую механическую прочность и стойкость к воздействиям окружающей среды, т.е. превратить волоконный световод в оптический кабель, пригодный для практического использования.

Оптический кабель может содержать как один, так и множество световодов, включать в себя, кроме того, электрические провода для обеспечения питания. например, удаленных электронных устройств.

Создание стеклянных световодов с малыми потерями и быстродействующих источников когерентного излучения сделало возможным практическое применение волоконно-оптических линий связи (ВОЛС), привлекательных по целому ряду причин.

Это прежде всего широкополосность и огромная информационная емкость, свойственная оптическим методам передачи и обработки сигналов, практически полная защищенность от внешних электромагнитных воздействий и межканальных взаимонаводок, эксплуатационная безопасность, скрытность передачи информации.