Principy optické holografie

Magnetické disky

U pevných magnetických disků našich počítačů jsme si už zvykli, že se jejich datová kapacita za poslední roky raketově zvyšovala, dokonce ještě rychleji než výkon procesorů. Ve skutečnosti za tím stály hlavně aplikace tzv. spintroniky (2), které zvětšily během minulých 12 let kapacitu používaných disků přibližně 1000x (2 GB v roce 1997, 2 TB v roce 2009). Hlavně jde o čtecí/zapisovací diskovou hlavu, která pracuje na principu "spinového ventilu" (patent IBM, výroba od r. 1997). Při dalším rozvoji spintroniky by mohla kapacita pevných disků vzrůst dokonce ještě víc - až na tisícinásobek současné úrovně.

Optické disky

Oproti tomu u optických disků a mechanik nebyl zatím vzrůst datové kapacity tak výrazný. Klasická datová CD-R (s kapacitou kolem 700 MB) byla před několika lety vystřídána běžně používanými DVD+-R (kapacita do 4.38 GB v jedné vrstvě, 8.5 GB ve dvou) a nedávno vyhrála "konkurs" na místo vysokokapacitních optických disků média Blu-Ray (25 GB v jedné vrstvě, 50 GB ve dvou). Jejich používání však zatím ani zdaleka běžné není. Proto je proces zálohování velkých pevných disků dosud poměrně pracný. Navíc se bohužel nepředpokládá, že by zálohy na dnešních discích typu DVD či Blu-Ray vydržely neporušené po několik desetiletí.

Logo|foto:Český rozhlas

Optická holografie

V této situaci se zaměřuje pozornost na tzv. holografický zápis dat. Holografie jako princip optického zobrazení byla teoreticky popsána již roku 1947 Britem maďarského původu Dennisem Gaborem a později byla v souvislosti s aplikací laserových paprsků (od r. 1964) využita zejména k ukládání a zobrazování optických prostorových (3D) obrazů reálných objektů. Tyto obrazy obsahují informaci o podobě předmětů zároveň z MNOHA různých úhlů. Termín holos pochází z řečtiny a znamená "celý". Vlastností uložené informace je zde mj. i to, že o každém detailu předmětu existuje nějaká část informace skoro v každém místě, v CELÉM rozsahu, záznamového média (hologramu). Informace je tedy uložena paralelně, nikoliv za sebou, sériově, jako např. u běžné fotografie.

Na rozdíl od klasických fotografických technik dovede tzv. koherentní laserový paprsek přenést a "otisknout" nejen intenzitu světla, ale i jeho fázi jakožto vlnění, čímž se uchovává prakticky CELÁ optická informace o objektu. Holografie totiž pracuje s vlnovým skládáním (s interferencí) dvou světelných vln, té, která vzniká po odrazu od objektu, a té původní, referenční. Výsledek této interference je uložen jako obraz a zpětným postupem získáme původní realistický 3D optický vjem o předmětu.

Na využití principů optické holografie v oblasti datových médií se podíváme v další části článku.