Увеличение информационной емкости элементов оптической памяти за счет использования объемных голограмм с наложенной записью

3.1. «Увеличение информационной емкости элементов

оптической памяти за счет использования объемных голограмм с наложенной записью»

Цель работы: Изучение условий получения наложенных голограмм, предназначенных для использования в системах архивной оптической памяти.

Объект исследования: Образец объемной полимерной регистрирующей среды «Диффен», на одном участке которого произведена запись нескольких наложенных голограмм (3-5 голограмм) методом углового мультиплексирования.

Задачи, решаемые в работе

1. Измерить зависимость интенсивности дифрагированного пучка от угла поворота образца-носителя относительно падающего пучка и определить контуры селективности наложенных голограмм, зарегистрированных на данном участке образца.

2. Определить основные параметры каждой из наложенных голограмм: дифракционную эффективность и угловую селективность.

3. Оценить увеличение информационной емкости единицы площади элемента оптической памяти (которым является образец-носитель) за счет возможности записи наложенных голограмм.

СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

Научно-технический прогресс общества идет по пути быстрого и постоянно  увеличивающегося роста  потока информации. В связи с этим непрерывно растут требования к вопросам хранения, скорости обработки и использования данных. Решение данной проблемы многим исследователям видится в привлечении оптических технологий.

В настоящее время в системах записи, хранения и воспроизведения информации широко используется так называемая оптическая память в форме дисков CD (compact  disk) и DVD(digital versatile disk) – двуслойный, двусторонний диск. Такая форма памяти позволяет записывать и хранить колоссальные объемы информации (до 20Гб) и производить считывание со скоростью до 20Мб/с. На таких дисках информация записывается и считывается лучом полупроводникового лазера, сфокусированным в световое пятно размером менее одного микрона. При этом DVD-диски, благодаря использованию света более короткой длины волны и возможности двуслойной записи, обладают гораздо большей информационной емкостью, чем CD-диски.

Возможности существующих систем связаны с созданием оптической памяти HD DVD (до 60Гб) и Blu-ray (до 200Гб). О таких параметрах лет 10 назад можно было только мечтать, но перспектив дальнейшего увеличения информационной емкости таких дисков не прогнозируется.

Дальнейшие перспективы увеличения плотности записи информации ориентированы на использование и применение голографических методов в этой научно-технической области. Научно-исследовательские компании всего мира ведут разработки в области голографической памяти (которая, конечно же, является оптической) и многие из них уже рекламируют коммерческие разработки.

InPhase Technologies (США), Optware (США), Aprilis (США), NTT (Япония), IBM, Polight Technologies (Великобритания), Hitachi Maxwell (Япония) уже объявили о создании оптической памяти на голографических принципах с параметрами существенно превышающими параметры существующих систем или конкурирующими с ними. Большинство из предлагаемых решений голографической памяти могут быть использованы только для хранения архивных данных и не позволяют производить изменения записанной однажды информации. Тем не менее, даже такое ограничение не снижает перспективы использования голограмм для хранения обширных массивов данных и именно использование голографии будет способствовать значительному прорыву в области информационных технологий, особенно в современных условиях, когда именно поиск нужной информации занимает основную часть времени.

Фирма InPhase Technologies совместно с фирмой Hitachi Maxwell предложила стандарт HVD (Holographic Versatile Disc) – голографический диск диаметром 130мм и голографический привод. Хотя до сих пор не решена проблема тиражирования дисков (технология штамповки с диска-оригинала миллионов идентичных копий пока не разработана), но фирма анонсирует создание перезаписываемых голографических дисков в ближайшие годы.

Дорожная карта продукции фирмы InPhase Technologies

На рисунке 1 приведена линейка продуктов данной фирмы, предназначенных для выхода на потребительский рынок в ближайшее время.

Рис.1. Голографический диск емкостью 300ГБ (только для чтения) и голографический привод (дисковод для чтения голографических носителей): скорость считывания – 20МБт/с.

.

Рис.2. Принципиальная схема устройства голографической памяти. (BSTJ – 1967 г.)

Идея создания голографической памяти была выдвинута еще в 1966-67г.г. и тогда же частично реализована в виде лабораторных систем и устройств, которые не выдерживали конкуренции с существующими системами. Принципиальная схема устройства голографической памяти ЭВМ приведена на рис.2.

Запись и считывание отдельной голограммы систем архивной