Jika
dulu kita sulit menentukan di tempat mana lagi kepingan-kepingan CD
harus disimpan, karena 1 kepingan CD yang hanya mampu memuat 1 atau
beberapa film saja sehingga kita harus mengumpulkan banyak CD untuk
mengoleksi banyak film. Jika dulu hanya ada perpustakaan sebagai
satu-satunya tempat untuk membaca dan meminjam buku yang membuat waktu
membaca dan menikmati buku-buku tersebut menjadi terbatas, atau buku
ensiklopedia yang sangat besar dan tebal untuk ukuran normal yang
merepotkan kita ketika dibawa ke mana-mana, dan keterbatasan alat
penyimpan data yang besar untuk menyimpan arsip-arsip dokumen penting
kita.
Kini, kita tidak perlu direpotkan lagi oleh hal-hal yang demikian,
karena dewasa ini semakin banyak buku-buku dan ensiklopedia elektronik
beserta teknologi penyimpan data modern dengan kapasitas yang
bervariasi, ekonomis, dan terjangkau seiring dengan perkembangan ilmu
pengetahuan dan teknologi
. Kita bisa mengoleksi banyak
buku-buku elektronik atau film-film favorit, sehingga kita tidak
direpotkan lagi dengan jam berapa perpustakaan akan tutup, tanggal
berapa buku ini harus dikembalikan, atau di mana lagi kita harus
menyimpan kepingan-kepingan CD film ini, karena kita bisa menyimpan
semuanya dengan hanya sebuah teknologi penyimpan data, dan kita bisa
menikmati bacaan dari buku ensiklopedi yang tebal di mana pun dan kapan
pun kita inginkan hanya dengan membuka laptop atau
netbook
saja. Bahkan, kini semakin banyak pula perangkat-perangkat elektronik
selain laptop dengan layar sentuh dan ukuran yang praktis untuk bisa
kita bawa ke mana-mana seperti tablet.
Tentunya, kita sudah tidak asing lagi dengan teknologi penyimpan data seperti
Compact Disc (CD),
Digital Versatile Disc (DVD)
dan sejenisnya. Namun,
Holographic Versatile Disc (HVD) dengan prinsip
holographic memory
masih hangat dalam perbincangan dunia sains modern saat ini, karena
dapat menyimpan 100 milyar bit data atau informasi, mentransfer
informasi dengan kecepatan 1 milyar atau lebih bits per sekon, dan
proses pembacaan data secara acak hanya dalam waktu 100 mikrosekon,
bahkan kurang. Sangat cepat!
Sistem ini diawali dengan penemuan metode holografis pada tahun
1940-an oleh Dr. Dennis Gabor, seorang fisikawan hongaria yang
dianugerahi hadiah Nobel pada tahun 1971.
Holographic memory adalah
teknologi yang memanfaatkan cahaya untuk menyimpan dan merekonstruksi
kembali informasi, tepatnya hasil aplikasi dari sebuah fenomena
interferensi cahaya. Interferensi adalah hasil kerja sama (superposisi)
antara dua gelombang atau lebih yang bertemu di satu titik pada saat
yang sama.
Salah satu cahaya yang dimanfaatkan teknologi ini adalah sinar laser
karena bersifat monokromatik (memiliki satu panjang gelombang) dan
koheren untuk menghasilkan sebuah interferensi cahaya. Syarat terjadinya
interferensi cahaya ini adalah koheren, yaitu gelombang-gelombang
dengan perbedaan fase yang konstan dan memiliki frekuensi yang sama,
atau fase beserta frekuensi dari gelombang-gelombang harus memiliki
perbandingan yang tetap satu dengan yang lainnya, dan berasal dari
sumber yang sama atau dua sumber yang disinkronisasi.
Prinsip dari
holographic memory ini menggunakan
optical storage method
atau metode penyimpanan optik dengan prinsip interferensi, yaitu ketika
cahaya mengenai suatu permukaan yang transparan, sebagian berkas cahaya
dipantulkan dan sebagiannya lagi ditransmisikan. Permukaan yang
digunakan pada
holographic memory ini adalah permukaan dari suatu alat yang dapat memecah sinar laser menjadi dua bagian, alat ini disebut dengan
beam splitter. Dua bagian dari sinar laser yang dipecah ini diantaranya adalah bagian
signal beam sebagai pembawa kode-kode informasi dan
reference beam sebagai sinar acuan
. Signal beam ditransmisikan menuju sebuah cermin agar bisa dipantulkan pada
Spatial Light Modulator (SLM)
sebagai penerjemah informasi dalam sebuah kode-kode biner 0 dan 1 yang
tampak pada layar sebagai kotak-kotak gelap dan terang.
Kode-kode biner ini diteruskan oleh SLM, kemudian dipantulkan dan
ditransmisikan kembali oleh cermin dan lensa hingga sampai pada sebuah
kristal yang sangat sensitif sekali terhadap cahaya seperti kristal
Lithium-Niobate (LiNbO
3) sebagai media perekam. Sedangkan
reference beam dipantulkan oleh
beam splitter dan diarahkan dengan bantuan cermin dan lensa menuju sebuah kristal yang sama, sehingga berkas sinar
signal beam dan
reference beam
ini bertemu kembali pada saat bersamaan dan membentuk pola-pola
interferensi yang menghasilkan sebuah hologram, salah satu alasan
mengapa alat ini dinamakan
holographic memory. Data tersimpan dalam kristal LiNbO
3 sebagai hologram. Setelah hologram pada kristal LiNbO
3 terbentuk, gabungan berkas
signal beam dan
reference beam yang keluar dari kristal tesebut diarahkan kembali oleh sebuah lensa menuju
Charge-coupled device (CCD) camera sebagai
pembaca hologram, merubahnya dalam informasi digital dan diteruskan
pada komputer. Apabila ingin mendapatkan atau merekonstruksi kembali
data-data hologram yang telah tersimpan tadi, kita cukup mengarahkan
kembali
reference beam dengan sudut dan panjang gelombang sinar acuan yang sama seperti proses pemisahan
reference beam oleh
beam splitter pada saat penyimpanan informasi dalam kristal LiNbO
3 sebagai efek dari fotorefraksi
Siapa sangka interferensi cahaya yang sebelumnya kita anggap sebagai
fenomena optik biasa, ternyata diaplikasikan dalam sebuah teknologi
penyimpan data yang modern, salah satunya adalah
holographic memory. Namun, apa bedanya
holographic memory dengan teknologi-teknologi penyimpan data lain seperti CD, DVD, dan
Blu-Ray Disc? Seberapa besar keuntungan dan kelebihan dari
holographic memory dibandingkan dengan teknologi penyimpan data lainnya? Jelas beda dan lebih unggul! Sebenarnya CD, DVD,
Blu-Ray Disc, maupun
holographic memory sama-sama menyimpan data dalam kode-kode biner dengan memanfaatkan sifat magnetik dan optik, dan cara kerja CD, DVD, dan
Blu-Ray Disc
hampir sama, yaitu dengan memberi sinar laser pada permukaan layer dari
suatu piringan dan dipantulkan kembali oleh CD/DVD ke sensor yang
dikonversi menjadi data elektronik, hanya perbedaannya terletak pada
numeric aparture dan panjang gelombang sinar laser yang digunakan (
wavelength multiplexing). Sedangkan prinsip
holographic memory
seperti yang telah disebutkan sebelumnya, yaitu sinar laser yang
dipecah menjadi dua bagian, salah satu bagian diterjemahkan dalam
kode-kode biner dan kedua bagian tersebut saling berinterferensi
membentuk hologram dalam media perekam. Kapasitas yang dimiliki oleh CD
hanya sekitar 783 MB atau setara dengan film selama 1 jam 15 menit.
Sebelum adanya
holographic memory, Blu-Ray begitu populer dengan kapasitasnya yang mencapai 25 GB atau setara dengan film selama 12 jam 30 menit. Tapi, Semenjak adanya
holographic memory, pamor
Blu Ray perlahan meredup. Pasalnya, kapasitas yang dimiliki oleh
holigraphic memory bisa mencapai 100 TB. Data yang tersimpan dalam media perekam pada
holographic memory tergantung pada sudut (
angle multiplaxing) dan panjang gelombang sinar laser yang digunakan (
wavelength multiplaxing)
Apabila kita ingin menyimpan informasi yang lain kita hanya perlu
memvariasikan keduanya. Fantastis bukan? Selain itu pembacaan informasi
pada
holographic memory bisa dilakukan dengan sangat cepat dan
mampu
menyimpan informasi 3 dimensi karena informasi disimpan dalam
keseluruhan volume dari media perekam yang sebelumnya tidak bisa
dilakukan pada
CD, DVD, maupun
Blu-Ray Disc karena hanya menyimpan data pada permukaan media perekam saja.
Perbandingan keunggulan antara Holographic Versatile Disc (HVD) dengan DVD dan
Blu-Ray Disc bisa dilihat pada tabel di bawah ini:
Parameters |
DVD |
BLU-RAY |
HVD |
Capacity |
4,7 GB |
25 GB |
12,5 TB |
Laser wavelength |
650 (red) |
406 nm (blue) |
532 nm (green) |
Disc diameter |
120 mm |
120 mm |
120 mm |
Hard coating |
No |
Yes |
Yes |
Data transfer rate |
11,08 mbps |
36 mbps |
1 gbps |
Percobaan demi percobaan dalam menyimpan informasi dengan
holographic memory terus dilakukan oleh para ilmuwan dengan pengujian media perekam lain seperti bahan-bahan
photopolymer atau menggunakan media perekam yang telah dimodifikasi seperti
Iron-Doped Lithium Niobate Crystal. Mulai dari tahun 1970 oleh Juan J. Amodei, William Phillips and David L. Staebler yang berhasil menyimpan 500 hologram
plane wave dalam sebuah
Iron-Doped Lithium Niobate Crystal,
kemudian
Robert A Bartolini dan kawan-kawan berhasil menyimpan 550 gambar
hologram beresolusi tinggi dalam media perekam material
polymer yang amat sensitif terhadap cahaya. Pada tahun 1991 ketika masa
renaissance dimulai, Fai Mok dalam tulisannya yang dimuat Scientific American berjudul “
Holografies Memories” berhasil mendemonstrasikan gambar hologram beresolusi tinggi dari tank dan kendaraan militer lainnya dalam sebuah
Iron-Doped Lithium Niobate Crystal atas pendanaan dari
U.S. Air Force dan
Department of Defense’s Advanced Research Projects Agency.
Penelitian demi penelitian terus dilakukan untuk sebuah perubahan besar
dalam dunia sains. Setelah diketahui bahwa media perekam dalam
holographic memory tidak hanya menggunakan kristal Lithium Niobate atau modifikasi dari kristal tersebut seperti
Iron-Doped Lithium Niobate Crystal, tapi bisa juga menggunakan bahan-bahan
photopolymer. Maka, ada harapan besar! Setelah diteliti bahan-bahan
photopolymer
memberikan hasil penyimpanan yang luar biasa sebagai media perekam jika
dibandingkan dengan kristal lithium niobate. Luar biasa!
Bisa dibayangkan di masa yang akan datang ketika
holographic memory
telah dikembangkan dengan maksimal, kita akan mempunyai teknologi
penyimpan data yang mampu menyimpan semua data-data penting kita, baik
berupa dokumen, gambar, suara, maupun video. Siapakah yang terbaik dalam
mengembangkan
holographic memory ini? Di jepang metode
holografik ini sedang dikembangkan, salah satunya oleh perusahaan Fuji
Film. Di Indonesia? Jangan mau kalah! Ayo kita lakukan riset!
From netsains.net