Голограммные запоминающие устройства

Опубликовано 27.10.2010 Ведущий Антон Панкратов

Идея использования метода голографии для создания систем хранения информации была опубликована Питером Ван Херденом, сотрудником компании Поляроид, еще в 1963 году. В качестве физического предела плотности хранения информации в голографических системах им была определена плотность в 1 бит/лямбда. Голографические запоминающие устройства (ГЗУ) записывают и
считывают информацию, представляемую в виде двумерных растровых битов - масок с отверстиями, называемых страницами. Последние представляют собой высококачественные бинарные оптические изображения. Такой параллельный способ представления информации позволяет реализовывать высокие скорости при ее обмене, достигающие гигабита в секунду, при малом времени доступа, не превышающем 1 мс.
Данные в ГЗУ, как правило, распределяются по объему регистрирующей среды, в то время как в магнитных и простых оптических системах памяти они хранятся на поверхности носителя. Потенциально достижимая при использовании всего объема регистрирующей среды плотность хранения информации в ГЗУ превышает 1011 бит/см3.Принцип действия ГЗУ состоит в следующем. Битовая информация, т.е. 0 или 1, с помощью пространственного модулятора света вводится в объектный пучок, падающий на поверхность регистрирующей среды, на которую направляется также и опорный пучок. Так регистрируется голограмма. При ее освещении параллельным пучком на обращении она формирует копию объектного пучка, распространяющегося в обратном направлении, и, тем самым, восстанавливает изображение зарегистрированной страницы информации. Воспроизведенная таким образом цифровая информация считывается с помощью матрицы фотоприемников, располагаемых в плоскости фокусировки страницы. При этом высокая угловая селективность объемных голограмм, достигающая для сред толщиной в 1 см величины порядка 0,0010, позволяет осуществлять их мультиплексирование, т.е. позволяет записывать множество независимо восстанавливаемых голограмм в одном объеме регистрирующей среды. Смена страниц информации может осуществляться различными способами, например, изменением угла падения восстанавливающего пучка лучей или изменением положения этого пучка на поверхности регистрирующей среды. Комбинированные способы смены страниц, содержащие оба указанных варианта, обычно используются в системах памяти, выполняемых на основе трехмерных голографических дисков.
Основным сдерживающим фактором в развитии ГСУ
долгие годы являлось отсутствие регистрирующие среды, пригодной для мультиплексной объемной голографической записи. Но в последнее время появились накопители на этом принципе с емкостью дисков до 300Гб.