DOOR HOLOGRAFISCHE DATAOPSLAG ENORME OPSLAGCAPACITEIT

Aangezien de grootte van de individuele bits op een CD de door de natuur opgelegde limieten steeds dichter begint te naderen, zal de nieuwste generatie optische discs in verschillende lagen worden beschreven. Daarmee kan de opslagcapaciteit worden verveelvoudigd. Nog veel efficienter zou het zijn wanneer de derde dimensie volledig werd benut. Nu bestaat er sinds lang een techniek die daarvoor bij uitstek geschikt is: holografie. Een nadeel is echter dat bij het uitlezen van een hologram de kwaliteit ervan onherroepelijk achteruit gaat.

Recent onderzoek lijkt dit bezwaar te ondervangen. Zo verzonnen een paar maanden geleden onderzoekers van het California Institute of Technology al een slimme truc om dit wissen van een hologram te voorkomen (Nature, 18 juni 1998). Deze week doen natuurkundigen van Stanford University daar nog eens een schepje bovenop: zij wisten de kwaliteit van het lichtgevoelige materiaal sterk te verbeteren en verkregen door systematische experimenten bovendien veel meer inzicht in de mechanismen die bij de opslag een rol spelen (Science, 6 november 1998).

Hele pagina's tekst en plaatjes kunnen in een keer als hologram worden opgeslagen door twee laserbundels - waarvan eentje afkomstig van het oorspronkelijke object - met elkaar te laten interfereren. Wanneer het interferentiepatroon wordt belicht met een (zwakke) laserbundel, wordt het oorspronkelijke object gereconstrueerd. Door elk volgend hologram onder een iets andere hoek of met behulp van een iets andere kleur laserlicht op te slaan, kan een enorme opslagcapaciteit worden verkregen in theorie zelfs tientallen terabits (een terabit is 1000 gigabit) per kubieke centimeter. Het hologram dient echter, net als een gewone foto te worden gefixeerd om te voorkomen dat tijdens het uitlezen informatie verloren gaat. De daarvoor tot nu toe ontwikkelde technieken zijn echter weinig praktisch voor grootschalige toepassing.

De CalTech onderzoekers wisten dit probleem te omzeilen door bij het wegschrijven twee verschillende golflengten te gebruiken. Een ultraviolette bundel geeft de lichtgevoelige centra in het kristal een eerste zetje, waarna met (infra)rood laserlicht het hologram wordt weggeschreven. Datzelfde (infra)rode licht kan ook voor het uitlezen gebruikt worden, maar heeft dan niet voldoende energie om het hologram te wissen.

Hoewel het principe van de techniek overtuigend kon worden aangetoond, liet de gevoeligheid van het gebruikte materiaal nogal te wensen over. Maar daar lijken de onderzoekers van Stanford nu een oplossing voor te hebben gevonden. Heel systematisch onderzochten zij het effect van geringe variaties in de concentraties van metaal-ionen (van ijzer en mangaan) op de lichtgevoeligheid. Wanneer bovendien bepaalde chemische en thermische behandelingen werden toegepast, kon een verbetering met meer dan een factor honderd worden verkregen.