Компания InPhase разработала прототип голографической памяти, данные в которой записываются на фотополимерном диске из материала Tapestry толщиной 1,5 мм. С обеих сторон диска нанесено прозрачное покрытие толщиной в 0,13 микрон.
Диск будет иметь ёмкость в 300 Гб и скорость передачи данных 20 Мб/c. Он будет использоваться для архивации видеоматериалов, медицинских рентгеновских снимков, томограмм, спутниковых снимков и данных научных экспериментов.
Голография дает возможность намного увеличить плотность записи, так как в отличие от обычных устройств записи, где данные записываются только на поверхности носителя, в ней используется вся толщина материала. Кроме того, одновременно записываются и читаются сразу миллионы бит данных, что позволяет получить скорости передачи, значительно превышающие показатели современных оптических устройств.
Голографическая память, использующая Tapestry, позволяет хранить 2 Гб данных на устройстве размером с почтовую марку, 20 Гб на кредитной карте и 300 Гб на диске.
Высокая и скорость передачи, большая плотность и длительные гарантированные сроки их хранения, а также дешевизна самого материала делают голографическую память кандидатом на роль запоминающего устройства следующего поколения.
В голографической памяти свет от лазера расщепляется на два луча: сигнальный, который передает данные, и опорный. Голограмма формируется в фотоматериале в результате их интерференции.
Кодирование данных для сигнального луча выполняет пространственный модулятор света (spatial light modulator — SLM), преобразующий нули и единицы в “шахматную доску” из темных и светлых пятен. Данные группируются в массивы или страницы, содержащие примерно миллион бит. Точное их число определяется количеством пикселов в пространственном модуляторе света.
SLM — это электрооптическое устройство, которое способно преобразовывать некогерентное изображение в когерентное. Входное изображение может быть получено с экрана ЖК-индикатора и сгенерировано компьютером.
SLM используется для распознавания объектов, например отпечатков пальцев, для выполнения оптических вычислений, а также в области связи и адаптивной оптики. Восстановление фронта световой волны выполняется посредством измерения искаженного фронта и пространственной коррекции фазы каждого пиксела устройством SLM.
В точке пересечения опорного и сигнального лучей образуется голограмма, которая фиксируется светочувствительным записывающим материалом. Изменяя угол падения опорного луча, длину волны или положение записывающего материала, можно записать множество голограмм в одном и том же объеме.
При чтении данных опорный луч отражается от голограммы и проектируется на фотодетектор, состоящий из большого количества чувствительных элементов; они считываются в параллель, что и обеспечивает высокую скорость.
Главное —создать записывающий материал, удовлетворяющий всем требованиям. Ученые лаборатории Белла в течение семи лет работали над созданием такого материала, и он был получен. Для разработки голографической памяти и вывода ее на рынок специально была образована компания Inphase Technologies.
Запоминающий материал Tapestry удовлетворяет целому ряду строгих требований, касающихся динамического диапазона, высокой фоточувствительности, механической стабильности, оптической однородности, невысокой стоимости, возможности неразрушающего чтения и тепловой стабильности.
Кроме того, InPhase Technologies разработала технологию производства носителей ZeroWave, который обеспечивает производство оптически однородного плоского носителя.
А. Л.
