全息记忆将如何工作

全息存储器提供了将数据存储在糖层大小的晶体中的可能性。数据的Terabyte等于1,000 GB，100万兆字节或1万亿字节。来自1,000多个CD的数据可以适合全息记忆系统。大多数计算机硬盘驱动器仅容纳10至40 GB的数据，这是全息记忆系统可能拥有的一小部分。

宝丽来科学家Pieter J. Van Heerden在1960年代初首次提出了全息（三维）存储的想法。十年后，RCA Laboratories的科学家通过记录了500种全息图，以富含铁掺杂的方式录制了这项技术锂氯酸酯晶体，以及光敏聚合物材料中的550个高分辨率图像的全息图。缺乏便宜的零件以及磁性的进步和半导体记忆将全息数据存储的开发搁置。

在过去的十年中，国防高级研究项目局（达帕）和高科技巨头IBM和Lucent的Bell Labs领导了全息记忆发展的复兴。

Lucent和IBM开发的原型略有不同，但是大多数全息数据存储系统（HDS）基于同一概念。以下是构建HDSS所需的基本组件：

当蓝绿色的氩激光发射时，光束分离器会产生两个光束。一个光束，称为对象或信号梁，将直奔，从一面镜子上弹起并穿过空间光调节器（SLM）。SLM是一个液晶显示器（LCD）将原始二进制数据的页面显示为透明和深色框。二进制代码页面的信息由信号梁周围传递到光敏锂二氧化锂晶体。一些系统使用光聚合物代替晶体。第二梁，称为参考光束，射出光束分离器的侧面，并采取单独的路径通往晶体。当两个光束相遇时，创建的干扰模式将信号光束携带的数据存储在晶体中的特定区域中 - 数据存储为全息图。

全息记忆系统的一个优点是可以迅速和一次检索整个数据页面。为了检索和重建存储在晶体中的数据的全息图，参考光束以与输入的数据为完全相同的角度散布到晶体中。每个数据的每个页面都基于参考光束击中它的角度，将数据存储在晶体的不同区域中。期间重建，光束将被晶体衍射，以允许储存的原始页面的恢复。然后将此重建页面投影到电荷耦合设备（CCD）摄像头上，该摄像头将数字信息解释并转发到一个计算机。

任何全息数据存储系统的关键组成部分是在晶体上发射第二个参考光束以检索数据页面的角度。它必须匹配原始参考梁角度确切地。仅千分之一毫米的差异将导致无法检索数据页面。

经过30多年的研究和开发，桌面全息存储系统（HDSS）即将到来。早期全息数据存储设备的容量为125 GB，转移速率约为每秒40 MB。最终，这些设备的存储能力可能为1 TB，数据速率超过1 GB /秒以上 - 足够快以传递整个DVD电影在30秒内。那么，为什么要花这么长时间才能开发HDSS？还有什么要做的？

当首次提出HDSS的想法时，构造此类设备的组件更大，更昂贵。例如，这种系统在1960年代的激光将长6英尺。现在，随着消费电子的开发，一种激光器类似于使用的激光器CD播放器可以用于HDS。LCD直到1968年才开发，第一批非常昂贵。如今，LCD比30年前开发的LCD更便宜，更复杂。另外，CCD传感器直到过去十年才可用。现在，几乎整个HDSS设备都可以由现成的组件制成，这意味着它可以大量生产。

尽管今天的HDS组件比1960年代更容易出现，但仍然需要解决一些技术问题。例如，如果将太多的页面存储在一个晶体中，则每个全息图的强度会降低。如果将全息图存储在晶体上，并且用于检索全息图的参考激光器不会以精确的角度发光，则全息图会从周围存储的其他全息图中拾取许多背景。将所有这些组件在低成本系统中对齐也是一个挑战。

研究人员相信，将在未来两三年内开发技术来应对这些挑战。借助市场上的这样的技术，您将能够在“星球大战：II”发行时购买第一个全息记忆播放器。此类似DVD的光盘的容量将比当今可用的4.7 GB DVD高27倍，并且该播放设备的数据速率将比当今最快的DVD播放器快25倍。

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