Sistema de almacenamiento de datos holográfico

El programa Holographic Data Storage System (HDSS) fue un consorcio financiado por el gobierno federal de EE. UU. sobre almacenamiento de datos holográficos por Teledyne Technologies , IBM y la Universidad de Stanford , creado en 1995. ^{[ 1 ]} El trabajo en el programa comenzó en 1994 y fue financiado por DARPA . ^{[ 2 ]}

Propuesto en la década de 1960, el almacenamiento holográfico registra datos capturando los patrones de interferencia entre un campo óptico modulado y un campo de referencia dentro de un medio de almacenamiento. Los datos se recuperan difractando el campo de referencia del holograma, reconstruyendo el campo óptico original que contiene los datos. ^{[ 3 ]} El sistema de almacenamiento de datos holográfico se creó con los objetivos iniciales de desarrollar varios componentes clave para el sistema, incluyendo un modulador de luz espacial de alta capacidad y gran ancho de banda utilizado para la entrada de datos , matrices de sensores optimizadas para la salida de datos y un láser semiconductor rojo de alta potencia . Al mismo tiempo, los investigadores del HDSS debían explorar cuestiones relacionadas con la arquitectura de los sistemas ópticos (como esquemas de multiplexación y modos de acceso), métodos de codificación y decodificación de datos , técnicas de procesamiento de señales y los requisitos de las aplicaciones objetivo. En el último año del programa, el progreso ha sido tal que el miembro del consorcio, IBM Research Division, creía que los hologramas podrían ser la clave para el almacenamiento de datos de alta capacidad en el próximo milenio.

Se pueden almacenar grandes cantidades de datos holográficamente porque los láseres pueden almacenar páginas de patrones electrónicos. ^{[ 4 ]} El almacenamiento holográfico a veces se denomina almacenamiento 3D dentro de materiales ópticos especiales, en contraposición al almacenamiento superficial. En la holografía tradicional , cada ángulo de visión ofrece un aspecto diferente del mismo objeto. Sin embargo, con el almacenamiento holográfico, se accede a una "página" de información diferente.

El almacenamiento holográfico utiliza dos haces láser, uno de referencia y otro de datos, para crear un patrón de interferencia en el punto de intersección de ambos haces. Esta intersección provoca un cambio físico o químico estable que queda almacenado en el medio.

Durante la secuencia de lectura, la acción del haz de referencia y el patrón de interferencia almacenado en el medio recrean este haz de datos, que puede ser detectado por una matriz de detectores. El medio puede ser un disco giratorio que contiene un material polimérico o un monocristal ópticamente sensible . La clave para el funcionamiento del sistema de almacenamiento de datos holográficos reside en el segundo haz láser, que se dispara contra el cristal para recuperar una página de datos. Este debe coincidir exactamente con el ángulo del haz de referencia original. Una diferencia de una milésima de milímetro impedirá la recuperación de los datos. Se espera que la holografía sea valiosa en aplicaciones de almacenamiento de archivos o bibliotecas, donde se requiere conservar grandes cantidades de datos al menor coste posible.

Dado que no utiliza partes móviles, el almacenamiento de datos holográfico ofrece una mayor fiabilidad que las tecnologías de disco duro tradicionales . Investigaciones realizadas por IBM han demostrado la posibilidad de almacenar hasta 1 TB de datos en un cristal del tamaño aproximado de un terrón de azúcar, con velocidades de transferencia de datos que alcanzan un billón de bits por segundo . Sin embargo, aún queda un importante obstáculo por superar en el desarrollo de una forma regrabable de almacenamiento holográfico.

En la Feria de Electrónica de Consumo (CES) de 2006, se presentó un prototipo de unidad holográfica con una capacidad de almacenamiento de 300 GB, en contraste con los 100 GB de los discos Blu-ray de la época. Se ha sugerido que los discos holográficos podrían ser el sucesor del Blu-ray.