Quantit

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Gennaio 2004
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• Quantità enormi di dati vengono scambiate in
  tutto il mondo ogni
• secondo e tutto ciò grazie ai nuovi strumenti di
  comunicazione globali
• Questa enorme mole di dati, necessita di memorie
  di massa
• di dimensione sempre maggiore
• L'evoluzione dei supporti di memorizzazione
  negli ultimi anni ha
• portato ad un aumento del rapporto
  dimensione/costo
• Benchè le attuali esigenze vengano soddisfatte
  dai prodotti in
• commercio, è necessaria una continua ricerca di
  nuove tecnologie
• per poter supportare la sempre più rapida
  crescita della domanda

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L' Optical Storage è stata una delle più
interessanti conquiste della tecnologia degli
ultimi 15 anni A partire dal Compact Disc si è
assistito sempre piu' ad una rapida
crescita della capacita' di memorizzazione dei
supporti ottici, mandando quasi in pensione i
supporti magnetici come i floppy disk Il DVD
(presentato al pubblico dal 1997) ha esteso
questa tecnologia ottica raggiungendo la soglia
della decina di Gbyte (15GB) memorizzabili su un
singolo supporto grazie alla tecnica del
multistrato Senza dubbio queste memorie ottiche
forniscono e forniranno ancora a lungo grandi
capienze su supporti economici ed affidabili e
sono più che sufficienti per le esigenze attuali
ma lo saranno anche per il prossimo futuro?
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La registrazione di dati su media magnetici ed
ottici arriverà velocemente a scontrarsi con i
limiti fisici dei supporti Per incrementare di
molto le attuali capacità sarà necessario
passare a tecnologie Olografiche di archivizione,
capaci di memorizzare i dati non su una
superficie ma su un volume
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Fu Pieter J. van Heerden di Polaroid a proporre
per primo nel 1963 questo metodo per la
memorizzazione di dati in forma
tridimensionale su particolari materiali
fotosensibili Come mai negli ultimi 40 anni
non si sono mai viste applicazioni di questa
tecnologia? La creazione di una memoria
olografica richiede tecnologie che solo molto
recentemente hanno raggiunto un livello di
maturità sufficiente come ad esempio i display
TFT e i sensori CCD
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Lo storage Olografico promette di archiviare
Terabyte di informazioni in spazi limitati, con
tempi di accesso inferiori a 100 microsecondi e
con elevatissimi data-rate. Per questo, società
come Rockwell, IBM e molti altri, stanno
studiando il modo di rendere economica ed
affidabile questa tecnologia Nelle memorie
Olografiche, una intera pagina alla volta di
informazioni digitali viene scritta su un
materiale fotosensibile sottoforma di frange di
interferenza ottica. Questo effetto si ottiene
facendo intersecare due raggi laser coerenti in
una certa zona del materiale
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Il primo raggio (object beam) contiene le
informazioni da memorizzare mentre il secondo
(reference beam) serve per generare le frange di
interferenza.Il risultato è la alterazione
delle proprietà chimico-fisiche del materiale e
conseguentemente delle sue proprietà ottiche.
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E' possibile archiviare più immagini olografiche
sullo stesso mezzo in vari modi il più
promettente è quello di utilizzare differenti
angoli di divergenza tra i due laser. Si è
stimato in questo modo un limite fisico di circa
1Tb di dati archiviati sotto forma di immagini
olografiche in un materiale di 1 centimetro
cubo. Quando una delle due sorgenti di luce
viene re-inviata sul mezzo, il supporto
olografico ricostruisce la sorgente mancante
secondo varie interessanti combinazioni Cambiando
l'angolo di incidenza del raggio di lettura è
possibile leggere pagine diverse. Per fare ciò è
però necessaria una precisione elevatissima
perchè, anche un millesimo di grado di
differenza, potrebbe portare a leggere dati
diversi da quelli cercati
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Nel '91 una ricerca finanziata dal DARPA e
dall'USAF riporta in auge i principi
dell'olografia. Da allora la tecnologia in questo
campo ha fatto passi da gigante. La tecnologia di
base sembra ormai essersi stabilizzata mentre
molta ricerca si sta ancora facendo sul versante
dei materiali polimerici da utilizzare U
n laser ad Argon (luce blu-verde) viene usato
come sorgente di luce coerente, uno splitter
divide il fascio in due percorsi per formare il
Signal Beam e il Reference Beam. Il Signal Beam
passa attraverso un SLM (Spatial Light
Modulator), in pratica un display TFT con pixel
accesi o spenti che crea la maschera binaria da
'incidere' nel materiale. I due fasci vengono
collimati sul materiale (Lithium-niobate Crystal
o Foto-polimero) tramite lenti
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Per la lettura è sufficiente inviare il fascio di
riferimento angolato opportunamente e in uscita
dal materiale prelevare la luce rifratta tramite
un Detector (CCD sensibile)

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Problematiche

• Elevata precisione ottica richiesta. Le lenti
  devono essere praticamente perfette altrimenti
  non si riesce a distinguere il segnale dal rumore
• Allineamento dei componenti
• Imperfezioni del materiale
• Collimazione dei fasci
• Elaborazione dei segnali d'uscita dai quali vanno
  ricavati i bit inizialmente memorizzati

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Alcune soluzioni
Per risolvere almeno in parte i problemi dovuti
allallineamento dei componenti e alle
imperfezioni del materiale, viene usata la così
detta configurazione 4-F In questo schema la
distanza tra le lenti e i sensori e tra le lenti
e il materiale è pari alla distanza focale della
lente (per cui l'estensione del tutto è pari a
4-F)
Questa proprietà risulta eccellente per ridurre
l'effetto dell'offset di allineamento del
materiale, per ridurre l'effetto delle
aberrazioni ottiche e delle imperfezioni del
materiale
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Holographic data storage http//www.research.ibm
.com/journal/rd/443/ashley.html Memorie di
vetro http//www.enel.it/magazine/boiler/arretrat
i/boiler34/html/articoli/Nature-Tecnologia.asp