全息存储技术

全息存储技术

一、全息存储技术的简介

随着技术的进步，人们对信息的需求越来越多，对大量信息的存储要求越来越高，“下一代DVD”的标准之争越演越烈。全息存储技术将会让几十GB容量的“下一代DVD光盘”相形见拙，将全息技术运用在存储上面，能在一个方糖块的体积大小上保存1000GB的信息容量，这些一切离我们已经很近，全息存储时代的大幕将在2006年拉开。

容量更高、速度更快、可靠性更强，永远是用户对硬盘孜孜以求的目标。在美国《福布斯》杂志近期评选出的本年度科技流行趋势中，全息存储技术赫然位列其中。

二、全息存储技术器崭露头角

目前现有得DVD单片容量为8.5GB，而下一代DVD存储容量能够达到50GB，被《福布斯》杂志评为未来10大“最酷”技术之一的全息存储技术理论上可以达到1000GB以上的数据，目前的全息存储产品已经达到了300GB的容量，是所谓的下一代DVD存储容量的6倍。全息存储技术的研发已经持续了40多年，一直没有真正的实现，最近日本、美国的几家公司相继宣布，将在2006年推出可以商业化销售的全息存储产品。其中，美国的印菲斯技术公司，以传统的“双光束干涉法”为基础研制出全息存储器，其信号光束和参照光束分别来

自不同的方向，照射在同一位置上。日本日立万胜公司宣布，采用这种技术研制出了容量为300GB的全息存储器，今年9月将推向市场。另外日本Optoware公司采用同线全息技术，其信号光束和参照光束来自相同的方向，他们研发出了容量为200GB的全息存储器，将于今年年中投放市场。

三、全息存储技术的发展现状

前不久，致力于研发全息存储技术的InPhase公司向公众展示了他们开发的全息存储驱动器以及全息存储碟片。根据InPhase公司介绍，这次推出的全息碟片存储密度达到了每平方英寸200GB，预计明年可以大规模投入量产。到2009年，他们的目标是达到1.6T！四、全息存储器技术的工作原理

全息存储是依据全息术的原理，将信息以全息照相的方式存储起来，它利用两个光波之间的耦合和解耦合，可以把信息存储和信息之间的比较(相关)、识别，甚至联想的功能结合起来，也就是可以把信息存储和信息处理结合起来。最大优点是超高密度，具有极大的提升潜力。

全息存储是受全息照相的启发而研制的，当你明白全息照相的技术原理，对于全息存储就可以更好地理解。我们在拍摄全息照片时，对应的拍摄设备并不是普通照相机，而是一台激光器。该激光器产生的激光束被分光镜一分为二，其中一束被命名为“物光束”，直接照

射到被拍摄的物体，另一束则被称为“参考光束”，直接照射到感光胶片上。当物光束照射到所摄物体之后，形成的反射光束同样会照射到胶片上，此时物体的完整信息就能被胶片记录下来，全息照相的摄制过程就这样完成了。乍看过去，全息照片上只有一些乱七八糟的条纹，但当我们使用一束激光去照射这张照片时，真实的原始立体图像就会栩栩如生地展现出来。

五、全息存储的介质

用于全息信息存储的记录介质较多，可永久保存信息的全息图用银盐干板、银盐非漂白型位相全息干板、光聚合物及光致抗蚀剂等；可擦除重复使用的实时记录材料有光导热塑料、有机或无机光折变材料等。

六、全息存储技术的优势

全息存储在存储容量方面具有巨大的优势，原因是：

(1)全息存储具有存储容量大的优势。用感光干板作为普通照相记录信息时，信息存储密度的数量级一般为 105bit/mm2；用平面全息图存储信息时，存储密度一般可提高一个数量级达 106bit/mm2；如果用体全息图存储信息时，存储密度可高达 1013bit/mm2。

(2)全息存储具有极大的冗余性，存储介质的局部缺陷和损伤不会引起信息丢失。

(3)全息存储具有读取速率高和能并行读取的特点，每个数据页可包含达 1Mbit 的信息，写人一页的时间在 100ms 左右，读信息的时间可以小于 100s，而磁盘的寻址时间至少需要 10ms。

七、全息存储技术的实现方式

全息存储技术同样需要激光束的帮忙，研发人员要为它配备一套高效率的全息照相系统。首先利用一束激光照射晶体内部不透明的小方格，记录成为原始图案后，再使用一束激光聚焦形成信号源，另外还需要一束参考激光作为校准。当信号源光束和参考光束在晶体中相遇后，晶体中就会展现出多折射角度的图案，这样在晶体中就形成了光栅。一个光栅可以储存一批数据，称为一页。我们把使用全息存储技术制成的存储器称为全息存储器，全息存储器在存储和读取数据时都是以页为单位。

八、全息存储的产品化步伐

尽管全息存储技术尚未步入应用阶段，但它的光明前景毋庸置疑，未来 10 年它将取代目前磁存储和光存储的主流地位。面对如此诱人的一块大蛋糕，息全存储技术领域的各大厂商早已摩拳擦掌，而在这一争夺战中，美国的 InPhase 公司和日本的 Optware 公司扮演了先行者的角色。

1.Optware——实用化的领先者

早在 2003 年的 ODS(光存储系统会议)会议上， Optware 就向外界公布了对全息光盘的测试数据。在测试过程中 Optware 首次使用了能够商用化的全息存储系统。进入 2004 年，Optware 便将这套系统命名为 HVD(Holographic Versatile Disc，全息通用光盘)。根据 HVD 的最新标准，使用全息记录技术的 HVD 光盘(直径为 12cm)的容量可提升至 1TB，这将是目前 DVD 标准容量 (4.7GB)的 200 倍。而且在数据传输率方面，也将到达 1GB/s，远高于现有的水平，是目前 DVD 主流速度(16×，约 22MB/s)的 40 倍。Optware 表示未来还可进一步提升 HVD 的存储容量和速度。

Optware 的全息产品广泛应用了一种称为同线全息存储技术的关

键(实际上就是在一个光束中整合了一束参考激光与一束信号激光)。借助这项技术， Optware 可以大大简化全息成像系统的设计难度和体积，并进一步实现 HVD 驱动器与 DVD 和 CD 的兼容。

现阶段 Optware 已经开始向商业用户销售 200GB 容量 HVD 产品，并表示在短期内还将把存储容量提升到 1TB。不过，初期 HVD 产品的售价也高得惊人——一部 HVD 驱动器的价格在 2 万美元

左右，每张光盘的成本则为 100 美元!不过，随着技术的成熟和生

产规模不断扩大，到 2007 年以后，HVD 驱动器的成本会迅速下降。

2.InPhase——高容量的追求者

相对于 Optware 快速的全息商品化步伐，来自美国的 InPhase 公司也毫不示弱。在 2005 年 4 月的 NAB2005 展会上，InPhase