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Stand und Perspektiven der optischen Datenspeicherung (II):

Schneller ohne Mechanik

10.08.1979

Neben den bereits in der letzten Nummer der COMPUTERWOCHE beschriebenen optischen Plattenspeicher gibt es noch ein zweites Verfahren zur punktweisen optischen Datenaufzeichnung. Es kommt ohne komplizierte Positionier-Mechaniken aus. Die Zugriffszeit

ist 100- bis 300mal schneller als bei herkömmlichen Platten; elektrische, magnetische oder akustische Effekte lenken den Schreib- und Lese-Laserstrahl exakt auf das gewünschte Bit.

Diese "optischen Speicher mit nichtmechanischer Adressierung" verfügen über ein besonderes Speichermaterial, das in einzelne, jeweils ein Bit speichernde Zellen unterteilt ist. Der Schreib- und Lese-Laserstrahl wird in einem "Lichtablenker" nach

Belieben auf jede einzelne Zelle gerichtet, wobei elektro- oder akusto-optisch arbeitende Lichtablenker maximal etwa 1000mal 1000 Punkte zugänglich machen, zunächst also etwa ein MB.

Diese Kapazität ist in Anbetracht des großen technischen Aufwands dieser Speicher längst nicht groß genug, um die Konkurrenz aus dem Felde zu schlagen. Man kann den abgelenkten Laserstrahl jedoch in mehrere Teilstrahlen spalten, die jeweils eine

gesonderte Speicher-Einheit (Chip) bestreichen. Diesen Speicherchips sind ferner noch jeweils eigene (Schreib-)Magnetspulen und (Lese-) Photodetektoren zugeordnet, mit deren Hilfe sie nun individuell beschrieben und gelesen werden können. Alle zu einem aufgespaltenen Laserstrahl gehörenden Speicherchips werden also gleichzeitig adressiert, die Information somit parallel eingeschrieben oder ausgelesen.

Versuchsmodell mit 65 MB

Ein Versuchsmodell eines solchen nichtmechanischen Punktspeichers nennt sich "POCOM" (POly-Cube-Optical-Memory) und hat eine Kapazität von mehr als 65 MB. Dabei wird ein Primärlaserstrahl wahlfrei auf einen Raster von 65 000 Punkten adressiert und durch zwei nachgeschaltete Strahlvervielfacher zunächst in 64 Teilstrahlen und dann weiter in nochmals je 16 Sub-Teilstrahlen aufgespalten. So gliedert der Speicher sich in 16 Felder mit je 64 Unterfeldern a 65 000 Bit, also in die genannten mehr als 65 MB.

Soll die in solchen Konfigurationen (oder auch auf rotierenden Bildplatten) abgespeicherte Information wiederholt gelöscht werden, empfehlen sich als Speichermedien magneto-optische Materialien oder spezielle Eisengranatschichten, die durch ein äußeres Magnetfeld bei Erwärmung senkrecht zur Schichtebene magnetisiert werden können. Will man hierbei eine Speicherzelle (ein Bit) löschen und neu beschreiben, so heizt der auftreffende Laserstrahl sie zunächst über ihre sogenannte "Curie-Temperatur" hinaus auf; dadurch schwindet die vorhandene Magnetisierung, und die Magnetisierungsrichtung des außen angelegten Feldes überträgt sich dauerhaft auf die derweil abkühlende Zelle. Das äußere Magnetfeld muß daher entsprechend den Werten für "0" und "1" erzeugt werden. Das besorgt die oben erwähnte (Schreib-)Magnetspule.

Anfällig für das Magnetfeld

Bei einem ähnlichen, weniger Aufheiz-Energie erfordernden Prinzip ("Kompensationspunktschalten") liegt der Pfiff darin, daß der auftreffende Laserstrahl die Speicherschicht lokal etwas erwärmt und so die betreffende Stelle "anfällig" für ein außen anliegendes Magnetfeld macht: Auch dann können wieder Einsen und Nullen in Form lokaler Magnetisierungen eingeschrieben werden.

Hier nutzt man beim Auslesen den "Faraday-Effekt", der dafür sorgt, daß die Polarisationsrichtung linear polarisierten Lichts je nach der Magnetisierungsrichtung der betreffenden Speicherzelle gedreht wird - eine Wirkung, die man mit Hilfe eines

nachgeschalteten Analysators und einer Photodiode registrieren und wieder in elektrische Impulse umwandeln kann.

So oder so: Bis aus diesen exotisch anmutenden Laborversuchen kommerziell konkurrenzfähige Serienprodukte werden, dürfte es noch ein ganz schönes Stück Wegs sein. Erst recht gilt dies von den Konzepten holographischer Speicher, mit denen sich die letzte Folge dieser Serie beschäftigen wird.