Disco versátil holográfico Los sistemas de memoria holográfica existen desde hace décadas. Ofrecen mucha más capacidad de almacenamiento que los CD y DVD, incluso los DVD de "próxima generación" como Blu-ray, y sus tasas de transferencia dejan atrás a los discos convencionales. Entonces, ¿por qué no hemos estado usando la memoria holográfica durante años?
Hay varios obstáculos que han impedido que el almacenamiento holográfico llegue al ámbito del consumo masivo, incluidos el precio y la complejidad. Hasta ahora, los sistemas han requerido un nivel de precisión prohibitivo en la fabricación. Pero los cambios recientes han hecho que el disco versátil holográfico (HVD) desarrollado por Optware sea una opción viable para los consumidores.
En este artículo, descubriremos cómo funciona el HVD, cómo ha mejorado los métodos anteriores de almacenamiento holográfico y cómo se compara con Blu-ray y HD-DVD.
Contenido- Conceptos básicos de la memoria holográfica
- El disco versátil holográfico
- El sistema HVD:escritura de datos
- El sistema HVD:lectura de datos
- Cómo se compara HVD
Conceptos básicos de la memoria holográfica
Imagen tridimensional de la Estrella de la Muerte creada por holografía El primer paso para comprender la memoria holográfica es comprender qué significa "holográfico". La holografía es un método de registro de patrones de luz para producir un objeto tridimensional. Los patrones de luz registrados se denominan holograma .
El proceso de creación de un holograma comienza con un rayo de luz enfocado:un rayo láser. Este rayo láser está dividido en dos haces separados:un haz de referencia , que permanece sin cambios durante gran parte del proceso, y un haz de información , que pasa a través de una imagen. Cuando la luz se encuentra con una imagen, su composición cambia (consulte Cómo funciona la luz para obtener información sobre este proceso). En cierto sentido, una vez que el haz de información encuentra una imagen, transporta esa imagen en sus formas de onda. Cuando estos dos haces se cruzan, se crea un patrón de interferencia de luz . Si graba este patrón de interferencia de luz, por ejemplo, en una capa de polímero fotosensible de un disco, básicamente está grabando el patrón de luz de la imagen.
Para recuperar la información almacenada en un holograma, haces brillar el haz de referencia directamente sobre el holograma. Cuando se refleja en el holograma, mantiene el patrón de luz de la imagen almacenada allí. Entonces envías este rayo de reconstrucción a un sensor CMOS para recrear la imagen original.
La mayoría de nosotros pensamos que los hologramas almacenan la imagen de un objeto, como la Estrella de la Muerte que se muestra arriba. Los sistemas de memoria holográfica que estamos discutiendo aquí usan hologramas para almacenar información digital en lugar de analógica, pero es el mismo concepto. En lugar de que el rayo de información encuentre un patrón de luz que representa la Estrella de la Muerte, encuentra un patrón de áreas claras y oscuras que representan unos y ceros.
DVD frente a HVD:profundidad de la capa de grabación HVD ofrece varias ventajas sobre la tecnología de almacenamiento tradicional. En última instancia, los HVD pueden almacenar más de 1 terabyte (TB) de información:eso es 200 veces más que un DVD de una sola cara y 20 veces más que un Blu-ray actual de dos caras. Esto se debe en parte a que los HVD almacenan hologramas en patrones superpuestos , mientras que un DVD básicamente almacena bits de información uno al lado del otro. Los HVD también usan una capa de grabación más gruesa que los DVD:un HVD almacena información en casi todo el volumen del disco, en lugar de una sola capa delgada.
Método de registro volumétrico El otro impulso importante sobre los sistemas de memoria convencionales es la tasa de transferencia de HVD de hasta 1 gigabyte (GB) por segundo -- eso es 40 veces más rápido que el DVD. Un HVD almacena y recupera una página completa de datos, aproximadamente 60 000 bits de información, en un pulso de luz, mientras que un DVD almacena y recupera un bit de datos en un pulso de luz.
Ahora que conocemos la premisa en funcionamiento en la tecnología HVD, echemos un vistazo a la estructura del disco Optware.
El disco versátil holográfico
captador óptico HVD La memoria holográfica existe desde hace más de 40 años, pero varias características dificultaron su implementación en un mercado de consumo. En primer lugar, la mayoría de estos sistemas envían el haz de referencia y el haz de información al medio de grabación en diferentes ejes. Esto requiere sistemas ópticos muy complejos para alinearlos en el punto exacto en el que deben cruzarse. Otro inconveniente tiene que ver con la incompatibilidad con los medios de almacenamiento actuales:tradicionalmente, los sistemas de almacenamiento holográfico no contenían datos de servo, porque el haz que los transportaba podía interferir con el proceso de holografía. Además, los discos de memoria holográficos anteriores han sido notablemente más gruesos que los CD y DVD.
Optware ha implementado algunos cambios en su HVD que podrían hacerlo más adecuado para el mercado de consumo. En el sistema HVD, los rayos láser viajan en el mismo eje y golpean el medio de grabación en el mismo ángulo, lo que Optware llama el método colineal . Según Optware, este método requiere un sistema óptico menos complejo, lo que permite una captación óptica más pequeña que es más adecuada para el uso del consumidor.
HVD también incluye datos de servo . El haz del servo en el sistema HVD tiene una longitud de onda que no fotosensibiliza el medio de registro de polímero. En el sistema de prueba HVD, los datos del servo se transportan en un láser rojo (longitud de onda de 650 nm). El tamaño y grosor de un HVD también es compatible con CD y DVD.
La estructura del disco coloca una gruesa capa de grabación entre dos sustratos e incorpora un espejo dicroico que refleja la luz azul verdosa que transporta los datos holográficos, pero permite que la luz roja pase para recopilar la información del servo.
Debido a que el sistema HVD de Optware se encuentra actualmente en las últimas etapas de investigación y desarrollo, la información técnica completa no está disponible para el consumo público. Pero en la siguiente sección, hablaremos de una versión simplificada del sistema que cubre los aspectos principales de HVD.
CompetidoresAdemás de Optware, hay varias otras empresas que compiten para llevar al mercado su sistema de almacenamiento holográfico fácil de usar. Un producto en desarrollo es el disco Tapestry(tm) de Inphase Technologies. , que podría estar en las estanterías a partir de noviembre de 2006. Consulte InPhase Technologies para obtener más información.
El sistema HVD:escritura de datos
Un sistema HVD simplificado consta de los siguientes componentes principales:
El proceso de escribir información en un HVD comienza con la codificación de la información en datos binarios para ser almacenado en el SLM . Estos datos se convierten en unos y ceros representados como áreas opacas o translúcidas en una "página"; esta página es la imagen que el haz de información va a pasar.
Datos de página almacenados como holograma Una vez creada la página de datos, el siguiente paso es disparar un rayo láser en un divisor de haz para producir dos haces idénticos. Uno de los haces se aleja del SLM; este haz se convierte en el haz de referencia . El otro haz se dirige hacia el SLM y se convierte en el haz de información . Cuando el haz de información pasa a través del SLM, las áreas opacas de la página bloquean partes de la luz y las partes pasan a través de las áreas translúcidas. De esta forma, el haz de información transporta la imagen una vez que pasa por el SLM.
Cuando el haz de referencia y el haz de información se vuelven a unir en el mismo eje, crean un patrón de interferencia de luz:los datos de holografía . Este haz de unión lleva el patrón de interferencia al disco de fotopolímero y lo almacena allí como un holograma.
Un sistema de memoria no es muy útil si no puede acceder a los datos que ha almacenado. En la siguiente sección, descubriremos cómo funciona el sistema de recuperación de datos HVD.
El sistema HVD:lectura de datos
Para leer los datos de un HVD, debe recuperar el patrón de luz almacenado en el holograma.
En el sistema de lectura HVD, el láser proyecta un haz de luz sobre el holograma, un haz de luz que es idéntico al haz de referencia (Lea el Sistema 1 en la imagen de arriba). El holograma difracta este haz de acuerdo con el patrón específico de interferencia de luz que está almacenando. La luz resultante recrea la imagen de los datos de la página que establecieron el patrón de interferencia de luz en primer lugar. Cuando este haz de luz -- el haz de reconstrucción -- rebota en el disco (Sistema de lectura 2), viaja al sensor CMOS . El sensor CMOS luego reproduce los datos de la página.
Ahora echemos un vistazo a cómo HVD se compara con otros medios de almacenamiento de última generación.
Cómo se compara HVD
Mientras HVD intenta revolucionar el almacenamiento de datos, otros discos intentan mejorar los sistemas actuales. Dos de estos discos son Blu-ray y HD-DVD, considerados la próxima generación de almacenamiento digital. Ambos se basan en la tecnología de DVD actual para aumentar la capacidad de almacenamiento. Estas tres tecnologías apuntan al video de alta definición mercado, donde la velocidad y la capacidad cuentan. Entonces, ¿cómo se compara HVD?
Debido a que HVD aún se encuentra en las últimas etapas de desarrollo, nada está escrito en piedra; pero probablemente haya notado que el precio de lanzamiento proyectado para un HVD es un poco elevado. Un precio inicial de alrededor de $120 por disco probablemente será un gran obstáculo para los consumidores. Sin embargo, este precio podría no ser tan insuperable para las empresas, que son el público objetivo inicial de los desarrolladores de HVD. Optware y sus competidores comercializarán la capacidad de almacenamiento y la velocidad de transferencia de HVD como ideales para aplicaciones de archivo, con sistemas comerciales disponibles a fines de 2006. Los dispositivos de consumo podrían llegar al mercado alrededor de 2010.
Para obtener más información sobre HVD y temas relacionados, consulte los enlaces en la página siguiente.