J1601
Thema:





Datenspeicher der Zukunft - 1 TB=1cm³
Moritz
Krügener
18

Ort: Münster


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Schule:
Annette-von-Droste-Hülshoff-Schule
Münster
Betreuung:
Dr. Carsten Penz
Sebastian Paul
Kurzfassung:
Am Anfang dieser Arbeit stand die Frage, ob eine 3-dimensionale Speichertechnik in der Lage ist, immense Mengen an Daten aufzunehmen und eine Flexibilität aufzuweisen, die eine erneute Revolution der Speichermedien nach sich ziehen kann. Zu diesem Zweck wurde ein Versuchsaufbau entwickelt, der das grundlegende Konzept überprüfen sollte. Dazu sollten mehrere Muster oder Bilder, also digitale oder analoge Informationen innerhalb eines Lithiumniobat-Kristalls durch Licht gespeichert werden. Grundsätzlich wird hierzu ein Laserstrahl zunächst geteilt, dem „Signalarm“ das Muster „aufgeprägt“ und schließlich mit dem unveränderten „Referenzarm“ innerhalb des Kristalls zusammengeführt. Durch diese Technik kann innerhalb des Kristalls das eingeprägte Muster in Form von „verschobenen“ Ladungen gespeichert werden. Wird nun der „Referenzarm“ eingestrahlt, entsteht innerhalb des Trägers eine Brechung die aus dem veränderten Brechungsindex des Materials resultiert. Gelingt es, diese Reflexion mit einer Kamera auszulesen, so kann dort ein Abbild des anfänglich „eingeprägten“ Musters erkannt werden. Die Information ist also im Kristall gespeichert. Im vorliegenden Versuch ist dies auch gelungen, zwar leider durch Störfaktoren beeinträchtigt, sodass das Ergebnis nicht maschinenlesbar ist, jedoch sind Strukturen zu erkennen und es bieten sich gute Möglichkeiten der Verbesserung der Ergebnisse. Damit zeigt diese Arbeit die grundsätzliche Möglichkeit der Speicherung von Daten in einem 3-dimensionalen Raum auf, die zugleich ein enormes Potential für zukünftige Speichertechniken bietet. Volumenholographie ermöglicht eine enorme Datendichte bei gleichzeitig hohen Lese- und Schreibraten. Hierbei handelt es sich um eine quantitative Beschreibung der Technik und Vorgänge innerhalb des Kristalls. Eine mathematische Beschreibung der Speicherdichte oder der Vorgänge ist nicht Gegenstand dieser Arbeit.Dennoch ist diese Technik, wie auch im Versuch deutlich wird, noch nicht im serientauglichen Zustand und bedarf der Weiterentwicklung, bis sie vorherrschende Speicher ablösen kann. Diese sind im Moment jedoch noch zu attraktiv und machen daher eine Weiterentwicklung wirtschaftlich nicht interessant.

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