1. Materiay fotorefrakcyjne i ich zastosowania w
pamiciachMikoaj Olszewski
2. Cele Przyblienie zjawiska fotorefrakcji Przedstawienie
materiaw fotorefrakcyjnych i ich moliwoci Ukazanie szerokich
zastosowa materiaw fotorefrakcyjnych 3. Plan prezentacji
Wprowadzenie Fizyka fotorefrakcji Wasnoci fotorefrakcji Materiay
fotorefrakcyjne Zastosowania materiaw fotorefrakcyjnych Pamici
holograficzne Zakoczenie 4. Fenomen fotorefrakcji Podstawowy
mechanizm w przetwarzaniu obrazw Rwnolego w czasie rzeczywistym
Wykorzystanie laserw maej mocy Wykorzystanie goych materiaw Ogromna
pojemno informacyjna 5. Historia fotorefrakcji Odkrywca A. Askhin i
inni (Laboratoria Bella 1966r.) Optyczna degradacja w LiNbO3
Holograficzne pamici optyczne - krtko Intensywne badania Pami
dynamiczna poowa lat 70-tych XX w. Doprecyzowanie zjawiska i nowe
odkrycia 6. Plan prezentacji Wprowadzenie Fizyka fotorefrakcji
Wasnoci fotorefrakcji Materiay fotorefrakcyjne Zastosowania
materiaw fotorefrakcyjnych Pamici holograficzne Zakoczenie 7. Opis
efektu Przestrzenna modulacja fotoprdu przez niejednorodne
owietlenie Obecno odpowiednich donorw Wybijanie elektronw z centrw
zanieczyszcze Migracja elektronw Wychwytywanie elektronw
Przestrzenne pole elektryczne Modulacja wspczynnika zaamania na
skutek efektu elektro-optycznego 8. Generacja nonikw adunku ladowe
zanieczyszczenia Fe puapka donorowoakceptorowa Wewntrzna przemiana
Fe2+ Fe3+ Nowe charakterystyczne pasmo Fotojonizacja Inne
mechanizmy (samowychwytywanie elektronw, centra barwne, przejcia
wielojonowe i wielofotonowe) 9. Waciwoci Fe i Fe 2+Krawd absorpcji
dla 3,2 eV charakterystyczne pasmo dla 2,5 eV3+ 10. Transport
nonikw adunku Dyfuzja Dryf Efekt fotowoltaiczny 11. Dyfuzja
Wzbudzenie zjonizowanych donorw i elektronw Rnica rozkadw gstoci
Rozkad adunku przestrzennego zgodny w fazie z nateniem Przesunite
przestrzenne pole elektryczne o wier okresu 12. Dryf Statyczne pole
elektryczne Zjonizowane donory: coskx Dryfujce elektrony: cos(kx+)
adunek przestrzenny: sinkx Pole elektryczne: -coskx Staa gsto prdu
Przestrzenna modulacja przewodnoci 13. Dryf i dyfuzja Wystarczajce
dla krysztaw paraelektrycznych K(Ta1-xNbx)O3 Bi12SiO20 Bi12GeO20
GaAs wysoce przewodzcych ferroelektrykw KNbO3Zaniedbanie prdu
fotowoltaicznego 14. * j ph = ijk E j E kEfekt fotowoltaiczny
Wytworzenie fotoprdu bez przyoonego napicia Wybijanie elektronw do
pasma przewodnictwa Anizotropowy wychwyt elektronw* j ph = ijk E j
E kjph = ijkEjEk* jph = -333E3E3* = -333I = -I 15. Efekt
elektro-optyczny Przestrzenne zmiany wspczynnika zaamania pod
wpywem pola elektrycznego Zmiana wymiarw lub orientacji elipsoidy
wspczynnikw zaamania Wsplny opis: (1/n2)ij = rijkEk + RijklEkEl
rijk efekt Pockelsa Rijkl efekt Kerra 16. Podsumowanie Fala padajca
o odpowiedniej dugoci Generacja, przemieszczanie i wychwytywanie
fotoelektronw Powstanie adunku przestrzennego Powstanie
przestrzennego pola elektrycznego Zmiana wspczynnika zaamania
poprzez efekt elektro-optyczny 17. Plan prezentacji Wprowadzenie
Fizyka fotorefrakcji Wasnoci fotorefrakcji Materiay fotorefrakcyjne
Zastosowania materiaw fotorefrakcyjnych Pamici holograficzne
Zakoczenie 18. Powizania z optyk nieliniow Nieliniowo dynamicznej
holografii Nieliniowo 3-go rzdu Pewna bezwadno odpowiedzi
Eksperymentalne moliwoci w czasie quasi rzeczywistym Mniejsza
optyczna gsto mocy 19. Mieszanie dwch fal Dwie koherentne wizki
laserowe Kryszta fotorefrakcyjny zazwyczaj BaTiO3 Wizka 1
przekazuje energi wizce 2 20. Mieszanie czterech fal Tylko 3 fale
pierwotne Generacja czwartej fali Zapis hologramu przez wizki P1 i
S Odczyt przez wizk P2 z przeciwnego kierunku C wizka sprzona
fazowo do S 21. Sprzenie fazy Dokadne odwrcenie frontu fazowego
fali Odbicie od lustra sprzgajcego faz i powrt do rda Odwrcenie osi
czasu Pozwala na pozbycie si znieksztace fazowych 22.
Rozszczepienie wizki Asymetryczne rozszczepienie i odchylenie wizki
Mae pocztkowe rozproszenie na niejednorodnociach i
zanieczyszczeniach Interakcja pozostaej cz wizki z rozproszeniem
Mieszanie dwch fal 23. Solitony Paczki falowe propagujce si bez
zmiany ksztatu Wymagany nieliniowy orodek optyczny zapewniajcy
samoogniskowanie kompensujce dyspersj i dyfrakcj Przestrzenne
solitony w krysztaach fotorefrakcyjnych 24. Plan prezentacji
Wprowadzenie Fizyka fotorefrakcji Wasnoci fotorefrakcji Materiay
fotorefrakcyjne Zastosowania materiaw fotorefrakcyjnych Pamici
holograficzne Zakoczenie 25. Definicja Materiay elektro-optyczne
Fotoindukowane przestrzenne pole elektryczne Generacja i transport
nonikw (dyfuzja, efekt fotowoltaiczny, fotoprzewodno) Mechanizm
fotowzbudzenia w materiale elektro-optycznym materia
fotorefrakcyjny (dyfuzja) 26. Czynniki wyboru Czuo fotorefrakcyjna
Dynamiczny zakres Przesunicie fazowe midzy n i I Czas zapisu i
kasowania Przestrzenna zaleno fazowa Zaleno pola elektrycznego
Potrzebne dugoci fali lasera Wspczynnik sygnau do szumu Operacje w
temperaturze pokojowej 27. Ferroelektryki LiNb03 KNb03 BaTi03 KTaO3
K(TaNb)03 LiTa03 Ba2NaNb5015 (BaSr)Nb206 28. Paraelektryki
Bi12Si020 Bi12Ge020 Bi4Ti3012 29. Pprzewodniki GaAs GaAs:Cr InP:Fe
CdFe 30. Inne materiay Ceramiki elektro-optyczne (Pb,La)(Zr,Ti)03
Ukady hybrydowe cieke krysztay z domieszkami (antrachinon)
zmodyfikowane polimeryBakteriorodopsyna naturalny barwnik rolin
morskich 31. Plan prezentacji Wprowadzenie Fizyka fotorefrakcji
Wasnoci fotorefrakcji Materiay fotorefrakcyjne Zastosowania
materiaw fotorefrakcyjnych Pamici holograficzne Zakoczenie 32.
Holografia Zapis interferencyjny Odczyt przez wizk odniesienia
Kompletna informacja Dynamiczna holografia Holografia objtociowa
warunek Bragga: n = 2dsin multipleksacja 33. Sieci neuronowe 109
obrazw Odczyt co 1 ms 1012 oper. / s Dynamiczna holografia
objtociowa Wektor wejciowy wizki referencyjne Odpowied wizki
holograficzne 34. Pozostae zastosowania Przestrzenny modulator
ciekokrystaliczny Korelator optyczny (przemys) Lustra ze sprzeniem
fazowym Wzmacnianie sygnaw w telekomunikacji Elementy aparatury
satelitw szpiegowskichPamici holograficzne 35. Plan prezentacji
Wprowadzenie Fizyka fotorefrakcji Wasnoci fotorefrakcji Materiay
fotorefrakcyjne Zastosowania materiaw fotorefrakcyjnych Pamici
holograficzne Zakoczenie 36. Przyczyny powstania Ograniczenia
tradycyjnej technologii Fizyczny kres moliwoci efekt
nadparamagnetyczny Szybki zapis i odczyt czas rzdu nanosekund Dua
gsto skadowania 1012 bit / cm3 Moliwe pamici niekasowalne 37.
Pamitanie Zapis stron wzorcw interferencyjnych Strona miliony
pikseli (bitw) SLM twrca wzorca Odczyt wizk referencyjn 38. Warstwy
holograficzne 39. Porwnanie moliwoci Holograficzne pamici Klasyczne
pamici Do 350 bit / m2 Do 20 bit / m2 dla DVD i do 4 bit / m2 dla
dyskw magnetycznych Odczyt do 10 Mbit / s Odczyt do 100 Gbit / s
40. Wyszukiwanie asocjacyjneZapis holograficzny Przewietlenie
wyszukiwanymi danymi i wybranie promienia odniesienia Odtworzenie
wybran wizk referencyjn 41. Problemy Szumy detektora Wysoka wraliwo
na zmian kta i dugoci fali Zmiany waciwoci materiau Brak osiowoci
ukadu Wychwytywanie innego wiata przez detektor 42. Technologia
Skadowanie ECC (error correction code) Pojemno strony do 106
pikseli Pojemno moduu do 1 Gbit (moliwoci materiaowe i czas
odczytu) 1 Tbit pamici z wielu moduw przestrzenny multiplexing 43.
HRAM Optyczne skanery Bardzo szybkie sterowanie promieniami
Bezporednie przesyanie informacji z rnych miejsc do detektora
Informacja odczytywana w dowolnej kolejnoci 1 Tbit = 32 x 32 (1
Gbit) Dwukrotnie wolniejszy zapis od odczytu Kasowalna pami
wielokrotnego z-o 44. HRAM c. d. Zastosowania: Video on demand
serwery sieciowe 45. Pamici kompaktowo-modularne Podobne do DRAM
Tablice pikseli danych wejciowych i wyjciowych Moliwo zastosowania
tablic do obu rodzajw danych 46. Dyski holograficzne 1D 47. Dyski
holograficzne 3DRuchomy materia, nieruchoma optyka W dyskach 3D
promie sferyczny zbiegajcy w jednym punkcie zbir promieni ktowych
48. Plan prezentacji Wprowadzenie Fizyka fotorefrakcji Wasnoci
fotorefrakcji Materiay fotorefrakcyjne Zastosowania materiaw
fotorefrakcyjnych Pamici holograficzne Zakoczenie 49. Przyszo
Produkcja pamici holograficznych na skal masow Fuzja jdrowa -
lustra ze sprzeniem fazowym Komputery optyczne (logika rwnolega)
50. BibliografiaP. Gnter, J.-P. Huignard, Photorefractive Materials
and Their Applications I, Springer-Verlag 1988 Francis T. S. Yu,
Shizhuo Yin, Photorefractive Optics, Academic Press 2000 P. Gnter,
Electro-optic and Photorefractive Materials, Springer-Verlag 1987
Jon William Toigo, Uciec przed potopem danych, w wiat Nauki 8 /
2000 http://odi.iap.physik.tu-darmstadt.de/gloss.html
http://www.forumakad.pl/archiwum/98/6/artykuly/15-badania.ht
http://wombat.ict.pwr.wroc.pl/dydaktyka/multimedia/opto/opto_4 51.
Materiay fotorefrakcyjne i ich zastosowania w pamiciach Dzikuj za
uwag! Mikoaj Olszewski
