¿Cómo funciona la memoria holográfica

Cómo holográfica Memoria Trabajará
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En un dispositivo de memoria holográfica, un haz láser se divide en dos, y los dos haces resultantes interactúan en un medio de cristal para almacenar una recreación holográfica de una página de datos.  Ver más imágenes de la memoria del ordenador.

Introducción a Cómo holográfica Memoria Trabajará

Los dispositivos que utilizan luz para almacenar y leer datos han sido la columna vertebral de almacenamiento de datos durante casi dos décadas. Discos compactos almacenamiento de datos revolucionado a principios de 1980, lo que permite múltiples megabytes de los datos a ser almacenados en un disco que tiene un diámetro de tan sólo 12 centímetros y un espesor de aproximadamente 1,2 milímetros. En 1997, una versión mejorada de la CD, llamado disco digital Versatil (DVD), fue puesto en libertad, lo que permitió el almacenamiento de películas de larga duración en un solo disco.

CDs y DVDs son los métodos de almacenamiento de datos primarios para la música, software, informática personal y de vídeo. Un CD puede almacenar 783 megabytes de datos, lo que equivale a aproximadamente una hora y 15 minutos de música, pero Sony tiene planes de lanzar un 1,3 gigabytes (GB) de CD de alta capacidad. A, de doble capa DVD de doble cara puede contener 15,9 GB de datos, que es cerca de ocho horas de películas. Estos medios de almacenamiento convencionales satisfacer las necesidades de almacenamiento de hoy en día, pero las tecnologías de almacenamiento tienen que evolucionar para mantenerse a la par con el aumento de la demanda del consumidor. CDs, DVDs y almacenamiento magnético todas las tiendas pedacitos de información sobre la superficie de un medio de grabación. Con el fin de aumentar la capacidad de almacenamiento, los científicos están trabajando en un nuevo método de almacenamiento óptico, llamado memoria holográfica, que irá debajo de la superficie y utilizar el volumen del medio de grabación para el almacenamiento, en lugar de sólo el área de superficie.

Almacenamiento de datos tridimensional será capaz de almacenar más información en un espacio más pequeño y ofrecer tiempos de transferencia de datos más rápida. En este artículo, usted aprenderá cómo un sistema de almacenamiento holográfico podría construirse en los próximos tres o cuatro años, y lo que se necesita para hacer una versión de escritorio de un sistema de almacenamiento como de alta densidad.

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Un poco de historia


Memoria holográfica ofrece la posibilidad de almacenar 1 terabyte (TB) de datos en un cristal de azúcar cubo de tamaño. Un terabyte de datos es igual a 1.000 gigabytes, 1 millón de megabytes o 1 billón bytes. Los datos de más de 1.000 CDs podrían caber en un sistema de memoria holográfica. La mayoría de ordenador unidades de disco duro sólo tienen 10 a 40 GB de datos, una pequeña fracción de lo que un sistema de memoria holográfica podría sostener.

polaroid científico Pieter J. van Heerden propuso por primera vez la idea de almacenamiento holográfico (en tres dimensiones) a principios del 1960. Una década más tarde, los científicos de los Laboratorios RCA demostraron la tecnología mediante el registro de 500 hologramas en una plancha-dopado cristal de litio-niobato, y 550 hologramas de imágenes de alta resolución en un material polímero sensible a la luz. La falta de piezas baratas y el avance de la magnética y semiconductor recuerdos colocan el desarrollo de almacenamiento holográfico de datos en espera.

Durante la última década, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) Y los gigantes de alta tecnología IBM y Laboratorios Bell de Lucent han llevado al resurgimiento del desarrollo de la memoria holográfica.

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Lo basico

Los prototipos desarrollados por Lucent e IBM difieren ligeramente, pero la mayoría de los sistemas de almacenamiento de datos holográficos (HDSS) se basan en el mismo concepto. Estos son los componentes básicos que se necesitan para construir un HDSS:

  • Argón azul-verde láser
  • Divisores de haz a derramado el rayo láser
  • Espejos para dirigir los haces de láser
  • LCD panel (modulador espacial de luz)
  • Lentes para enfocar los rayos láser
  • Cristal de litio-niobato o fotopolímero
  • Dispositivo de carga acoplada (CCD)

Cuando se dispara el láser de argón azul-verde, un divisor de haz crea dos haces. Una viga, llamado el objeto o haz de señal, irá directamente, rebotar en un espejo y viajar a través de un espacio-modulador de luz (SLM). Un SLM es una pantalla de cristal líquido (LCD) que muestra las páginas de datos binarios sin formato como cajas claras y oscuras. La información de la página de código binario se realiza por el haz de señal en torno al cristal de niobato de litio-sensible a la luz. Algunos sistemas utilizan un fotopolímero en lugar del cristal. Un segundo haz, llamado el haz de referencia, dispara el lado de la viga y toma divisor de un camino separado para el cristal. Cuando los dos haces se encuentran, el patrón de interferencia que se crea almacena los datos transportados por el haz de señal en un área específica en el cristal - los datos se almacenan como una holograma.

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Estos dos diagramas muestran cómo se almacena y se recupera en un sistema de almacenamiento de datos holográficos información.

Una ventaja de un sistema de memoria holográfica es que una página entera de datos se puede recuperar de forma rápida y al mismo tiempo. Con el fin de recuperar y reconstruir la página holográfico de datos almacenados en el cristal, el haz de referencia se brilla en el cristal en exactamente el mismo ángulo en el que entró a almacenar esa página de datos. Cada página de datos se almacena en un área diferente del cristal, basado en el ángulo en el que el haz de referencia incide sobre ella. Durante reconstrucción, el haz se difracta por el cristal para permitir la recreación de la página original que se almacenó. Esta página reconstruido se proyecta en la cámara del dispositivo de carga acoplada (CCD), que interpreta y reenvía la información digital a una computadora.


El componente clave de cualquier sistema de almacenamiento holográfico de datos es el ángulo en el cual el segundo haz de referencia se dispara en el cristal para recuperar una página de datos. Debe coincidir con el ángulo original haz de referencia exactamente. Una diferencia de sólo una milésima de milímetro resultará en el fracaso para recuperar la página de datos.

Escritorio Holográfico de almacenamiento de datos

Después de más de 30 años de investigación y desarrollo, un sistema de almacenamiento holográfico de escritorio (HDSS) está a la mano. Dispositivos de almacenamiento de datos holográficos Los primeros tendrán capacidades de 125 GB y velocidades de transferencia de unos 40 MB por segundo. Con el tiempo, estos dispositivos podrían tener la capacidad de almacenamiento de 1 TB de datos y tarifas de más de 1 GB por segundo - lo suficiente rápido para transferir toda una DVD película en 30 segundos. Así que ¿por qué ha tardado tanto en desarrollar un HDSS, y lo que está ahí queda por hacer?

Cuando se propuso por primera vez la idea de un HDSS, los componentes para la construcción de un dispositivo de este tipo eran mucho más grandes y más caros. Por ejemplo, una láser para un sistema de este tipo en la década de 1960 habría sido 6 pies de largo. Ahora, con el desarrollo de electrónica de consumo, un láser similar a los utilizados en reproductores de CD podría ser utilizado para la HDSS. LCDs ni siquiera se desarrollaron hasta 1968, y los primeros que eran muy caros. Hoy en día, los LCD son mucho más baratos y más complejos que los desarrollados hace 30 años. Además, una Sensor CCD no estaba disponible hasta la última década. Casi todo el dispositivo HDSS ahora se puede hacer a partir de componentes off-the-shelf, lo que significa que podría ser producido en masa.

Aunque los componentes HDSS son más fáciles de conseguir hoy en día de lo que eran en la década de 1960, todavía hay algunos problemas técnicos que deben ser resueltos. Por ejemplo, si demasiadas páginas se almacenan en un cristal, la fuerza de cada holograma se ve disminuida. Si hay demasiados hologramas almacenados en un cristal, y el láser de referencia utilizado para recuperar un holograma no es brilló en el ángulo preciso, un holograma será recoger un montón de fondo de los otros hologramas almacenados alrededor. También es un desafío para alinear todos estos componentes en un sistema de bajo costo.

Los investigadores confían en que las tecnologías se desarrollarán en los próximos dos o tres años para enfrentar estos desafíos. Con este tipo de tecnologías en el mercado, usted será capaz de comprar los primeros jugadores de memoria holográfica en el momento en "Star Wars: Episodio II" se estrena en los discos en casa en 3-D. Este disco tipo DVD tendría una capacidad 27 veces mayor que la de 4,7 GB DVD disponibles en la actualidad, y el dispositivo de juego tendrían velocidades de datos 25 veces más rápido que los reproductores de DVD más rápidos de hoy en día.

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