Нова технология позволява съхраняването на огромни количества данни в холограмите (видео)

Китайски изследователи разработиха нова холографска система за съхранение на данни, която съчетава трите основни свойства на светлината – амплитудата, фазата и поляризацията – за записване на информация в три измерения. Технологията, описана в списание Optica, използва конволюционна невронна мрежа за декодиране на данните и позволява значително по-висока плътност на съхранение в сравнение с конвенционалните методи.

За разлика от конвенционалните носители, при които информацията се записва върху плоска повърхност (твърд диск, оптичен диск), при холографското съхранение се използва целият обем на материала. Лазерните лъчи създават припокриващи се светлинни модели, които могат да съществуват в едно и също пространство, което увеличава плътността и скоростта на пренос на данни.

Ключовото нововъведение на изследователите от Университета Фудзиен е тензорната поляризационна холография, която запазва поляризационното състояние на светлината при възстановяването на холограмата. Изследователите са разработили стратегия за триизмерна модулация, която позволява с един пространствен модулатор на светлината да се кодират едновременно амплитудата, фазата и поляризацията. Поляризацията се превръща в стабилен и надежден допълнителен канал за информация.

Декодирането на многоизмерните данни традиционно е трудно, тъй като стандартните сензори записват само интензитета или амплитудата, но не и фазата и поляризацията.

Изследователите са обучили невронна мрежа да възстановява и трите измерения чрез анализ на два вида дифракционни изображения: едното е получено чрез вертикален поляризатор, а другото – без него. Невронната мрежа разкрива скритите модели, което им позволява да разкодират обемните данни от простите измервания на интензитета.

В експериментална инсталация изследователите потвърдиха, че многоизмерното кодиране драстично увеличава количеството информация, което една холографска „страница“ може да носи, съобщава Scitech Daily. А синхронизираното декодиране от невронната мрежа намалява необходимостта от сложни поетапни измервания, което ускорява отчитането.

Ръководителят на проекта Танг Сяоди заяви, че технологията може да доведе до създаването на по-малки центрове за данни, по-ефективно архивно съхранение, както и до разработването на оптично криптиране и усъвършенствани техники за обработка на изображения.

Следващите стъпки на екипа са да увеличи броя на градациите на сивото, за да разшири капацитета, да подобри надеждността на носителя и да се интегрира с техниките за мултиплексиране на обема, за да се съхраняват няколко страници с данни едновременно.