Abstract

One thousand volume holographic data pages, each containing 1×106pixels, are stored in a common volume of LiNbO3:Fe by use of the 90° geometry. An effective transverse aperture of 1.6 mm×1.6 mm, realized by repetition of this experiment at each of the eight surrounding locations, results in a demonstrated areal density of 394 pixels/μm2 254 Gpixels/in.2. Short-focal-length Fourier optics provide a tightly confined object beam at the crystal; the reference beam is angle multiplexed. Data pages retrieved with a 1024×1024 CCD camera are processed to remap bad spatial light modulator pixels and to compensate for global and local pixel misregistration and are then decoded with a strong 8-bits-from-12-pixels modulation code. The worst-case raw bit-error rate (BER) before error correction was 1.1×10-3, sufficient to deliver a user BER of 10-12 at an overall code rate of 0.61 user bits per detector pixel. This result corresponds to 1.08% of the well-known theoretical volumetric density limit of 1/λ3.

© 2001 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. P. J. van Heerden, Appl. Opt. 2, 393 (1963).
    [CrossRef]
  2. D. Psaltis and F. Mok, Sci. Am. 273, 70 (1995).
    [CrossRef]
  3. J. H. Hong, I. McMichael, T. Y. Chang, W. Christian, and E. G. Paek, Opt. Eng. 34, 2193 (1995).
    [CrossRef]
  4. M.-P. Bernal, G. W. Burr, H. Coufal, and M. Quintanilla, Appl. Opt. 37, 5377 (1998).
    [CrossRef]
  5. J. Ashley, M.-P. Bernal, G. W. Burr, H. Coufal, H. Guenther, J. A. Hoffnagle, C. M. Jefferson, B. Marcus, R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, and G. T. Sincerbox, IBM J. Res. Dev. 44, 341 (2000).
    [CrossRef]
  6. D. Psaltis, D. Brady, and K. Wagner, Appl. Opt. 27, 1752 (1988).
    [CrossRef]
  7. F. H. Mok, G. W. Burr, and D. Psaltis, Opt. Lett. 21, 896 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. A. Pu and D. Psaltis, in 1997 Optical Data Storage Topical Meeting (Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, 1997), pp. 48–49.
    [CrossRef]
  9. R. M. Shelby, J. A. Hoffnagle, G. W. Burr, C. M. Jefferson, M.-P. Bernal, H. Coufal, R. K. Grygier, H. Günther, R. M. Macfarlane, and G. T. Sincerbox, Opt. Lett. 22, 1509 (1997).
    [CrossRef]
  10. J. A. Hoffnagle and C. M. Jefferson, Appl. Opt. 39, 5488 (2000).
    [CrossRef]
  11. J. L. Sanford, P. F. Greier, K. H. Yang, M. Lu, R. S. Olyha, C. Narayan, J. A. Hoffnagle, P. M. Alt, and R. L. Melcher, IBM J. Res. Dev. 42, 411 (1998).
    [CrossRef]
  12. A. M. Glass, D. von der Linde, and T. J. Negram, Appl. Phys. Lett. 25, 233 (1974).
    [CrossRef]
  13. G. W. Burr and T. Weiss, “Compensation for pixel misregistration in volume holographic data storage,” Opt. Lett. (to be published).
  14. G. W. Burr, J. Ashley, H. Coufal, R. K. Grygier, J. A. Hoffnagle, C. M. Jefferson, and B. Marcus, Opt. Lett. 22, 639 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. I. S. Reed and G. Solomon, J. Soc. Ind. Appl. Math. 8, 300 (1960).
    [CrossRef]
  16. G. W. Burr, W.-C. Chou, M. A. Neifeld, H. Coufal, J. A. Hoffnagle, and C. M. Jefferson, Appl. Opt. 37, 6951 (1998).
    [CrossRef]
  17. W.-C. Chou and M. A. Neifeld, Appl. Opt. 37, 6951 (1998).
    [CrossRef]
  18. G. W. Burr and I. Leyva, Opt. Lett. 25, 499 (2000).
    [CrossRef]

2000 (3)

J. Ashley, M.-P. Bernal, G. W. Burr, H. Coufal, H. Guenther, J. A. Hoffnagle, C. M. Jefferson, B. Marcus, R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, and G. T. Sincerbox, IBM J. Res. Dev. 44, 341 (2000).
[CrossRef]

G. W. Burr and I. Leyva, Opt. Lett. 25, 499 (2000).
[CrossRef]

J. A. Hoffnagle and C. M. Jefferson, Appl. Opt. 39, 5488 (2000).
[CrossRef]

1998 (4)

1997 (2)

1996 (1)

1995 (2)

D. Psaltis and F. Mok, Sci. Am. 273, 70 (1995).
[CrossRef]

J. H. Hong, I. McMichael, T. Y. Chang, W. Christian, and E. G. Paek, Opt. Eng. 34, 2193 (1995).
[CrossRef]

1988 (1)

1974 (1)

A. M. Glass, D. von der Linde, and T. J. Negram, Appl. Phys. Lett. 25, 233 (1974).
[CrossRef]

1963 (1)

1960 (1)

I. S. Reed and G. Solomon, J. Soc. Ind. Appl. Math. 8, 300 (1960).
[CrossRef]

Alt, P. M.

J. L. Sanford, P. F. Greier, K. H. Yang, M. Lu, R. S. Olyha, C. Narayan, J. A. Hoffnagle, P. M. Alt, and R. L. Melcher, IBM J. Res. Dev. 42, 411 (1998).
[CrossRef]

Ashley, J.

J. Ashley, M.-P. Bernal, G. W. Burr, H. Coufal, H. Guenther, J. A. Hoffnagle, C. M. Jefferson, B. Marcus, R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, and G. T. Sincerbox, IBM J. Res. Dev. 44, 341 (2000).
[CrossRef]

G. W. Burr, J. Ashley, H. Coufal, R. K. Grygier, J. A. Hoffnagle, C. M. Jefferson, and B. Marcus, Opt. Lett. 22, 639 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

Bernal, M.-P.

Brady, D.

Burr, G. W.

Chang, T. Y.

J. H. Hong, I. McMichael, T. Y. Chang, W. Christian, and E. G. Paek, Opt. Eng. 34, 2193 (1995).
[CrossRef]

Chou, W.-C.

Christian, W.

J. H. Hong, I. McMichael, T. Y. Chang, W. Christian, and E. G. Paek, Opt. Eng. 34, 2193 (1995).
[CrossRef]

Coufal, H.

Glass, A. M.

A. M. Glass, D. von der Linde, and T. J. Negram, Appl. Phys. Lett. 25, 233 (1974).
[CrossRef]

Greier, P. F.

J. L. Sanford, P. F. Greier, K. H. Yang, M. Lu, R. S. Olyha, C. Narayan, J. A. Hoffnagle, P. M. Alt, and R. L. Melcher, IBM J. Res. Dev. 42, 411 (1998).
[CrossRef]

Grygier, R. K.

Guenther, H.

J. Ashley, M.-P. Bernal, G. W. Burr, H. Coufal, H. Guenther, J. A. Hoffnagle, C. M. Jefferson, B. Marcus, R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, and G. T. Sincerbox, IBM J. Res. Dev. 44, 341 (2000).
[CrossRef]

Günther, H.

Hoffnagle, J. A.

Hong, J. H.

J. H. Hong, I. McMichael, T. Y. Chang, W. Christian, and E. G. Paek, Opt. Eng. 34, 2193 (1995).
[CrossRef]

Jefferson, C. M.

Leyva, I.

Lu, M.

J. L. Sanford, P. F. Greier, K. H. Yang, M. Lu, R. S. Olyha, C. Narayan, J. A. Hoffnagle, P. M. Alt, and R. L. Melcher, IBM J. Res. Dev. 42, 411 (1998).
[CrossRef]

Macfarlane, R. M.

J. Ashley, M.-P. Bernal, G. W. Burr, H. Coufal, H. Guenther, J. A. Hoffnagle, C. M. Jefferson, B. Marcus, R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, and G. T. Sincerbox, IBM J. Res. Dev. 44, 341 (2000).
[CrossRef]

R. M. Shelby, J. A. Hoffnagle, G. W. Burr, C. M. Jefferson, M.-P. Bernal, H. Coufal, R. K. Grygier, H. Günther, R. M. Macfarlane, and G. T. Sincerbox, Opt. Lett. 22, 1509 (1997).
[CrossRef]

Marcus, B.

J. Ashley, M.-P. Bernal, G. W. Burr, H. Coufal, H. Guenther, J. A. Hoffnagle, C. M. Jefferson, B. Marcus, R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, and G. T. Sincerbox, IBM J. Res. Dev. 44, 341 (2000).
[CrossRef]

G. W. Burr, J. Ashley, H. Coufal, R. K. Grygier, J. A. Hoffnagle, C. M. Jefferson, and B. Marcus, Opt. Lett. 22, 639 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

McMichael, I.

J. H. Hong, I. McMichael, T. Y. Chang, W. Christian, and E. G. Paek, Opt. Eng. 34, 2193 (1995).
[CrossRef]

Melcher, R. L.

J. L. Sanford, P. F. Greier, K. H. Yang, M. Lu, R. S. Olyha, C. Narayan, J. A. Hoffnagle, P. M. Alt, and R. L. Melcher, IBM J. Res. Dev. 42, 411 (1998).
[CrossRef]

Mok, F.

D. Psaltis and F. Mok, Sci. Am. 273, 70 (1995).
[CrossRef]

Mok, F. H.

Narayan, C.

J. L. Sanford, P. F. Greier, K. H. Yang, M. Lu, R. S. Olyha, C. Narayan, J. A. Hoffnagle, P. M. Alt, and R. L. Melcher, IBM J. Res. Dev. 42, 411 (1998).
[CrossRef]

Negram, T. J.

A. M. Glass, D. von der Linde, and T. J. Negram, Appl. Phys. Lett. 25, 233 (1974).
[CrossRef]

Neifeld, M. A.

Olyha, R. S.

J. L. Sanford, P. F. Greier, K. H. Yang, M. Lu, R. S. Olyha, C. Narayan, J. A. Hoffnagle, P. M. Alt, and R. L. Melcher, IBM J. Res. Dev. 42, 411 (1998).
[CrossRef]

Paek, E. G.

J. H. Hong, I. McMichael, T. Y. Chang, W. Christian, and E. G. Paek, Opt. Eng. 34, 2193 (1995).
[CrossRef]

Psaltis, D.

F. H. Mok, G. W. Burr, and D. Psaltis, Opt. Lett. 21, 896 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

D. Psaltis and F. Mok, Sci. Am. 273, 70 (1995).
[CrossRef]

D. Psaltis, D. Brady, and K. Wagner, Appl. Opt. 27, 1752 (1988).
[CrossRef]

A. Pu and D. Psaltis, in 1997 Optical Data Storage Topical Meeting (Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, 1997), pp. 48–49.
[CrossRef]

Pu, A.

A. Pu and D. Psaltis, in 1997 Optical Data Storage Topical Meeting (Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, 1997), pp. 48–49.
[CrossRef]

Quintanilla, M.

Reed, I. S.

I. S. Reed and G. Solomon, J. Soc. Ind. Appl. Math. 8, 300 (1960).
[CrossRef]

Sanford, J. L.

J. L. Sanford, P. F. Greier, K. H. Yang, M. Lu, R. S. Olyha, C. Narayan, J. A. Hoffnagle, P. M. Alt, and R. L. Melcher, IBM J. Res. Dev. 42, 411 (1998).
[CrossRef]

Shelby, R. M.

J. Ashley, M.-P. Bernal, G. W. Burr, H. Coufal, H. Guenther, J. A. Hoffnagle, C. M. Jefferson, B. Marcus, R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, and G. T. Sincerbox, IBM J. Res. Dev. 44, 341 (2000).
[CrossRef]

R. M. Shelby, J. A. Hoffnagle, G. W. Burr, C. M. Jefferson, M.-P. Bernal, H. Coufal, R. K. Grygier, H. Günther, R. M. Macfarlane, and G. T. Sincerbox, Opt. Lett. 22, 1509 (1997).
[CrossRef]

Sincerbox, G. T.

J. Ashley, M.-P. Bernal, G. W. Burr, H. Coufal, H. Guenther, J. A. Hoffnagle, C. M. Jefferson, B. Marcus, R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, and G. T. Sincerbox, IBM J. Res. Dev. 44, 341 (2000).
[CrossRef]

R. M. Shelby, J. A. Hoffnagle, G. W. Burr, C. M. Jefferson, M.-P. Bernal, H. Coufal, R. K. Grygier, H. Günther, R. M. Macfarlane, and G. T. Sincerbox, Opt. Lett. 22, 1509 (1997).
[CrossRef]

Solomon, G.

I. S. Reed and G. Solomon, J. Soc. Ind. Appl. Math. 8, 300 (1960).
[CrossRef]

van Heerden, P. J.

von der Linde, D.

A. M. Glass, D. von der Linde, and T. J. Negram, Appl. Phys. Lett. 25, 233 (1974).
[CrossRef]

Wagner, K.

Weiss, T.

G. W. Burr and T. Weiss, “Compensation for pixel misregistration in volume holographic data storage,” Opt. Lett. (to be published).

Yang, K. H.

J. L. Sanford, P. F. Greier, K. H. Yang, M. Lu, R. S. Olyha, C. Narayan, J. A. Hoffnagle, P. M. Alt, and R. L. Melcher, IBM J. Res. Dev. 42, 411 (1998).
[CrossRef]

Appl. Opt. (6)

Appl. Phys. Lett. (1)

A. M. Glass, D. von der Linde, and T. J. Negram, Appl. Phys. Lett. 25, 233 (1974).
[CrossRef]

IBM J. Res. Dev. (2)

J. Ashley, M.-P. Bernal, G. W. Burr, H. Coufal, H. Guenther, J. A. Hoffnagle, C. M. Jefferson, B. Marcus, R. M. Macfarlane, R. M. Shelby, and G. T. Sincerbox, IBM J. Res. Dev. 44, 341 (2000).
[CrossRef]

J. L. Sanford, P. F. Greier, K. H. Yang, M. Lu, R. S. Olyha, C. Narayan, J. A. Hoffnagle, P. M. Alt, and R. L. Melcher, IBM J. Res. Dev. 42, 411 (1998).
[CrossRef]

J. Soc. Ind. Appl. Math. (1)

I. S. Reed and G. Solomon, J. Soc. Ind. Appl. Math. 8, 300 (1960).
[CrossRef]

Opt. Eng. (1)

J. H. Hong, I. McMichael, T. Y. Chang, W. Christian, and E. G. Paek, Opt. Eng. 34, 2193 (1995).
[CrossRef]

Opt. Lett. (4)

Sci. Am. (1)

D. Psaltis and F. Mok, Sci. Am. 273, 70 (1995).
[CrossRef]

Other (2)

G. W. Burr and T. Weiss, “Compensation for pixel misregistration in volume holographic data storage,” Opt. Lett. (to be published).

A. Pu and D. Psaltis, in 1997 Optical Data Storage Topical Meeting (Institute of Electrical and Electronics Engineers, New York, 1997), pp. 48–49.
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (2)

Fig. 1
Fig. 1

DEMON2 holographic storage platform. An apodized beam uniformly illuminates a reflective SLM, which is then imaged to a matched CCD array through a small aperture by use of short-focal-length optics. PBS’s, polarizing beam splitters; λ/2, half-wave plates.

Fig. 2
Fig. 2

Measured raw BER of retrieved holograms as a function of hologram number (position within the recording schedule).

Metrics