Создан метод хранения данных в 3D-голограммах с помощью света и ИИ

Группа исследователей из Фучжоуского педагогического университета в Китае представила новый подход к голографическому хранению информации, позволяющий одновременно кодировать данные в трех измерениях света — амплитуде, фазе и поляризации. Для извлечения записанных таким образом данных применяется сверточная нейронная сеть (CNN), которая восстанавливает полную информацию, основываясь только на измерениях интенсивности света. Результаты работы опубликованы в научном журнале Optica.

Ключевым элементом технологии стало использование поляризации света как независимого канала для записи информации, в дополнение к традиционно применяемым амплитуде и фазе. Это позволяет значительно увеличить плотность хранения данных в одном и том же физическом объеме материала. Кодирование осуществляется с помощью стратегии трехмерной модуляции, которая позволяет, используя только фазовый пространственный модулятор света, одновременно управлять всеми тремя параметрами в оптическом поле.

Процесс декодирования основан на анализе нейросетью двух дифракционных изображений, полученных с использованием поляризатора и без него. На основе этих данных об интенсивности света CNN реконструирует полную трехмерную информацию, включая фазу и поляризацию, которые не могут быть измерены стандартными датчиками напрямую. Такой подход упрощает и ускоряет процесс считывания.

Проведенные тесты на экспериментальной установке подтвердили, что совместное многомерное кодирование существенно увеличивает информационную емкость одной страницы голографических данных. Технология находится на экспериментальной стадии. В планах исследователей — повышение числа уровней кодирования для дальнейшего увеличения емкости, а также работа над стабильностью и долговечностью используемых фоточувствительных материалов. Следующим шагом также станет интеграция этого метода с технологией объемного мультиплексирования для записи множества голограмм в одном и том же объеме материала.

Источник: SciTechDaily