Şekil: Holografik kayıt düzeneği ve SK Numuneye Holografik Olarak Kaydedilen “U”nun okunması.

Piyasalar

         Holografik veri depolamanın prensipleri 1963 yılında Polaroid’de bir araştırmacı olan Pieten van Herden tarafından ortaya konuldu. Herden, geleneksel holografideki gibi bir referans ışını ve bir nesne ışını içinde bölünmüş bir lazer önerdi. Veriyle kodlanan nesne ışını veri bitlerini gösteren açık ve koyu piksellerin 2 boyutlu dizilimlerinden geçerek bu veriyi gönderir. Girişim deseninde depolanan veriyi okumak için nesne ışını kesilir ve ‘referans’ ışını onun orijinal yörüngesi boyunca gönderilir. Daha sonra girişim deseni onun obje ışını içinde dönüştürülmesi için referans ışınını yayar ve böylece orijinal veri ile kodlanır.

        Çok sayıda farklı hologram her biri kayıt malzemesinin tüm hacmi boyunca yayılmasına rağmen fotosentetif malzemenin aynı kısmında depolanabilir. Bu olay, her hologramı kaydederek referans ışınının açısının veya dalgaboyunun değiştirilmesiyle yapılır. Diğer hologramların her birinden kırılan ışın kendileri arasında yıkıcı bir etki yapacağından uygun hologramlardan gelen veriyi seçmek için özel bir dalgaboyu veya açı okunarak kullanılabilmektedir.

        Holografik veri depolamanın son gelişmeleri Birleşik Devletler İleri Savunma-Araştırma Projeleri Acentası tarafından finanse edilerek üniversiteler ve endüstri eşgüdümünde 1990’larda yaşandı. Bu işbirliğindeki bilim adamları bir dizi farklı fotosentetif malzemeyi test etti ve disk biçimindeki bir belleğin veriyi sürekli olarak kaydedip yeniden kurarak çevirebildiğini gösterdi. Onlar portatif holografik sistemlerin foto-polimerler kullanılarak yapılabileceğini gösterdi ki bu foto-polimerler monomerlerin uzun zincirlerinin şekillendirilmesiyle hologramın girişim desenine aydınlık bölgelerde yanıt verir fakat karanlık bölgelerde yanıt vermez.

        Özel Uygulamalar

         Bu başarılara rağmen, konsorsiumdaki birçok büyük şirket holografik bellek üzerindeki araştırmalarını azaltmıştır fakat hala geleneksel teknolojiler için geliştirme çabaları ve faaliyet alanı vardır. Konsorsiumun lideri ve IBM Holografik Veri Depolama grubunun başı olan Hans Coufal  ‘yaklaşık 10 yıl önce manyetik kayıt aletleri limitine ulaşır gibi gözüküyordu fakat önceden görülebilen, gelecek için bunun böyle olmayacağıdır’ demiştir.

        Geleneksel teknolojilerin başarılarına ek olarak, holografik teknoloji için bir diğer sorun yeniden yazılabilme kabiliyetidir. Araştırmacıların kullandığı polimerlerdeki veriyi yazmak için kullanılan kimyasal reaksiyonlar tersinir değildir ki bunun anlamı veri bu malzemelere birden fazla yazılamaz. Bir girişim desenindeki aydınlık ve karanlık bölgelerin, malzeme içindeki elektron dağılımını kaymasıyla kırılma indisinde bölgesel değişmelerin olduğu fotosentetif bir malzeme kullanılarak yeniden yazılabilir. Fakat birkaç dezavantaj nedeniyle bu malzemeler zarar görür. Bu bağlamda, GYTE Fizik bölümünün de araştırmalarında tercih ettiği SK tabanlı aygıtların dc voltaj eşliğinde silinebilirliği bir avantaj olmakla beraber kayıt ve saklama sırasında az da olsa ihtiyaç duyduğu dc voltaj beslemesi bir dezavantajdır.

        Holografik belleklerin, DVD’ler ve manyetik disklerin yerine henüz geçemeyecek olsa da en azından şu an için birçok özel pazarda uygun bir potansiyeli vardır. Örneğin holografik bellekler uzun metrajlı filmler, uydu görüntüleri ve medikal kayıtlar gibi büyük ölçekli kalıcı verilere hızlı erişimi sağlamak için kullanılabilir.

        Gelecekte bundan başka holografik aygıtlar aynı zamanda veritabanlarının son derece hızlı araştırmalarını gerçekleştirmek için kullanılabilir. Bu, bir hologramda parıldayan nesne ışınının o hologramı yapmak için kullanılan ’referans’ ışınını yeniden oluşturması için normal okuma yöntemlerinin tersine çevrilmesiyle gerçekleştirilecektir. Böylece girilen özel bir veri seti verinin depolandığı adresi gösterecektir. Buna zıt olarak, geleneksel yazılım teknikleri bir kısım özel bilgiyi bulmak için diğerinden sonraki veri kayıtlarının tümü içinde arama yapmak zorundadır.

        Girilen pazarlar

         Bazı şirketler foto-polimer esaslı malzemeler ile saniyede 20 megabyte transfer kabiliyeti olan ve 200 gigabyte kapasiteli sürücüsüler geliştirmiştir. Karşılaştırma yapılırsa günümüzün DVD’leri 10 gigabyte’ dan daha az kapasiteli ve saniyede 5 megabyte kadar veri transferi yapıyor.

        1999 yılında Polaroid’den ayrılan bir US şirketi olan Aprilis, aynı zamanda holografik veri depolama için fotopalimer bir madde geliştiriyor. InPhase gibi o da bazı diğer firmalara bu maddeyi satıyor ama bu firma hala kendi sürücüsünü piyasaya sürmekten uzaktır. Bununla birlikte Aprilis’in kurucularından olan Glenn Horner, tüm fotopolimerleri kapsayan bir sorun olan, InPhase’inkinden daralmaya karşı daha az duyarlı malzemelere sahip olduklarına dikkat çekiyor. Bunun anlamı malzemenin birim kalınlık başına hem daha yüksek güç kapasitesine hem de daha büyük kayıt duyarlılığına sahip olmasıdır. Horner ‘inceltici (tiner) malzeme ile çalışmak daha büyük sistem mühendisliklerine öncülük edebilir ’ diyor.

        Aprilis ve InPhase’ın kurucuylarından olan ve Optware isimli şirketi de kuran bir Japon, obje ve referans ışınlarının koaksiyal olduğu holografik hafızanın yeni bir biçimini geliştirimektedir. Optware’in kurucusu olan Hideyoshi Horimai isimli bir Japona göre bu düzenleme sürücü beynini daha az karmaşık  yapıyor.     Özel taleplere hizmet eden böyle sürücülerin elverişli potansiyeline rağmen, holografik-depo şirketleri yeniden yazılabilir aletler geliştirmeye ve denemeye devam etmektedir. InPhase, Amerikan Milli Teknoloji ve Standart Enstitüsünün (NIST) desteğiyle kendi yeniden yazılabilir malzemesini geliştirmek istiyor. Şirket bu sıralarda California’daki Optik Veri Depolama Konferansında polimer katkılı malzemeye 20 kez veriyi yeniden yazabildiğini duyurmayı planlamakta. Şirket ilk defa malzemenin geniş bir zaman diliminde veriyi tutabildiğini göstermesine rağmen yaklaşık olarak 2007’e kadar malzemeye uygun bir sürücüyü sunmayı ümit etmektedir.

        Birçok diğer yeni teknoloji gibi holografik veri depolama da yatırım yönünden riskli bir iştir. Birçok şirket bunu ticarete dökmek ve işi katlamak için çalışmaktadır. Fakat genel olarak onlar uygun bir depolama malzemesi geliştirememiştir. Chalcogenide olarak adlandırılan camsı bir malzeme kullanılarak depolama aygıtları yapmayı deneyen UK Cambridge üslü Polight şirketi bunlardan biridir. Şirket onu fotorefraktif kristallere göre okuma boyunca silinen veriden kurtulmak için çok sert bulmuştur.

        Bununla birlikte teknik zorlukların üstesinden gelen bu şirketler Coufala göre, yine de önemli ticari karşı gelmelere meydan okuyacak. Coufal ‘Holografik depolama ile ile sorun inanılabilir olacak.

Ülkeler, şirketler ve hatta kişiler en önemli servetleri olan verilerini depolamak için teknolojiye güvenebilir mi? ve bu depolamanın sınırları hangi boyutlarda ve hangi hızlarda? Herkes bilim kurgu filmlerinden holografiyi duyar, ama insanların gelecek 50 yıl içinde holografinin hayatlarında oynayacağı rolü tam olarak kestiremedikleri açık. 

Kaynaklar: 

[1] Cartlidge E, Holographic data storage set to shine,

PHYSICS WORLD APRIL 2004 

[2] San SE, Koysal O, Ecevit FN, Molecular reorientation-based grating diffraction in dye-doped nematic liquid crystals with red pumping source,

OPTICS COMMUNICATIONS 212 (4-6): 405-409 NOV 1 2002

[3] San SE, Koysal O, et al.,Holographic recording study of a hybrid liquid crystal system doped with dye and fullerene, 
SYNTHETIC METALS 142 (1-3): 283-286 APR 13 2004

 [4] San SE, Koysal O, An outstanding holographic composite employing methyl red and fullerene C60 under the same liquid crystal structure, 
DISPLAYS 24 (4-5): 209-212 DEC 2003 

[5] San SE, Koysal O, Okutan M, Molecular reorientation based diffraction in dihydropyridin doped nematic liquid crystal film, 
DYES AND PIGMENTS 63 (3): 239-242 DEC 2004