BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar belakangPerkembangan teknologi semakin pesat terutama dalam bidang komunikasi. Munculnya

berbagai teknologi komunikasi yang semakin canggih juga diikuti dengan semakin bertambahnya informasi yang dibagikan dari satu tempat ke tempat lain. Salah satu media untuk menyalurkan informasi adalah komputer. Komputer menyimpan informasi ke media penyimpanan sebelum di kirimkan ke komputer yang lain. Untuk mendukung banyaknya informasi yang dikirimkan berarti diperlukan kapasitas media penyimpanan yang besar. Teknologi penyimpanan data yang sudah ada saat ini adalah CD (Compact Disc) dan DVD (Digital Versatile Disc). Teknologi ini memanfaatkan perubahan sifat magnetik dan optik pada permukaan wadah penyimpan data atau recording medium dan disimpan dalam bits. Saat ini sedang dikembangkan teknologi dengan sifat optik yakni memanfaatkan cahaya untuk menyimpan dan membaca informasi yang dikenal dengan Teknologi holographic memory atau Holography Versatile Disc (HVD). HVD memanfaatkan cahaya laser sebagai sumber cahaya karena besifat monokromatik dan koheren. Cahaya akan dilewatkan pada suatu media yang menampilkan data-data yang akan disimpan dalam bentuk data biner. HVD dapat menyimpan data dalam tiga dimensi dan memiliki kapasitas penyimpanan yang lebih besar.

1.2 Rumusan Masalah Adapun rumusan masalah dalam makalah ini adalah sebagai berikut:a. Apakah yang dimaksud dengan HVD?b. Bagaimana prinsip kerja HVD?c. Apa kelebihan dan kekurangan HVD?

1.3 Tujuan Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:a. Mengetahui teknologi HVD sebagai media peniyimpanan datab. Memahami prinsip kerja HVDc. Mengetahui kelebihan dan kekurangan HVD

1.4 Batasan MasalahAdapun batasan masalah dalam penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:a. Aplikasi holografi yang dikaji dalam makalah ini adalah aplikasi holografi sebagai media

penyimpan data dalam bentuk HVDb. Yang dikaji dari HVD ini adalah pengertian, prinsip kerja, aplikasi serta kelebihan dan

kekurangannya.c. Dalam makalah ini menggunakan sumber pustaka yang merupakan hasil penelitian dari

para ilmuan dan peneliti dari HVD.

1

BAB IIDASAR TEORI

2.1 Penyimpanan Data dengan HolografiPenyimpanan data holografi merupakan penyimpanan data yang secara khusus

menggunakan holografi untuk menyimpan data sekaligus membaca data. Salah satu contoh dari holographic memory ialah kepingan holografis atau HVD (Holography Versatile Disc). Para peneliti tengah berusaha mengembangkan kepingan (CD) yang memiliki muatan penyimpanan holografis, sehingga dapat menyimpan informasi dengan ukuran terabit. HVD menggunakan teknologi yang disebut dengan ‘holografi segaris’, dimana dua sinar laser, satu biru-hijau satu lagi merah, bergabung menjadi sinar tunggal. [5]

2.2 Prinsip Kerja HVD Struktur HVD

Struktur HVD terlihat pada Gambar 1. Komponen berikut digunakan pada HVD. [2]

1. Laser Hijau Pembaca/penulisan (650 nm).2. Laser merah memposisikan/penunjukkan (650 nm).3. Hologram (data).4. Lapisan Polikarbon.5. Lapisan sensitif cahaya (Lapisan data).6. Lapisan penjarak.7. Lapisan Dikroik (lapisan pemantul sinar hijau).8. Lapisan Aluminum (Pemantul sinar merah).9. Daerah Transparan.10.PIT.

Gambar 1. Struktur HVD

Proses Perekaman Pada HVDTeknologi holographic memory pada dasarnya memanfaatkan cahaya untuk

menyimpan dan membaca kembali data/informasi. Sinar LASER (singkatan dari Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) yang bersifat monokromatik dan

2

koheren dilewatkan pada sebuah alat yang disebut ‘beam splitter’. Splitter ini ‘memecah’ sinar LASER menjadi dua (Gambar 2), yang pertama disebut signal beam atau object beam (A), yang kedua disebut reference beam (B). Sinar A disebut object beam karena sinar ini membawa kode informasi atau obyek yang akan disimpan. Sinar B merupakan sinar yang dirancang sedemikian rupa sehingga mudah dan sederhana untuk direproduksi karena digunakan sebagai referensi. [2]

Gambar 2. Proses Penyimpanan Data dalam Holographic MemoryJika kita ingin menyimpan suatu informasi atau data menggunakan komputer

(misalnya ingin menyimpan foto atau gambar), komputer akan menerjemahkan gambar tersebut ke dalam angka-angka 0 dan 1 karena memory komputer menggunakan sistem binary atau sistem angka basis 2 (0 dan 1) yang dikenal sebagai BIT (singkatan dari Binary digIT). Sistem inilah yang selama ini kita gunakan saat kita mengolah informasi menggunakan komputer. [2]

Pada gambar 2, Sinar A dan Sinar B keluar dari splitter pada sisi yang berbeda sehingga melalui jalur yang berbeda pula. Sinar A diarahkan ke suatu alat yang disebut SLM (Spatial Light Modulator), yang merupakan LCD (Liquid Crystal Display) yang

3

menampilkan data-data yang akan disimpan (berupa kotak-kotak gelap dan terang). Dalam holographic memory, kotak-kotak hitam (gelap) dan putih (terang) ini melambangkan data biner 0 dan 1, seperti yang biasa digunakan untuk menyimpan dan mengolah data di komputer. LCD yang digunakan sebagai SLM ini sebenarnya sama saja dengan layar komputer dan laptop yang sering kita gunakan. Data-data yang merupakan kode biner ini dibawa oleh Sinar A saat Sinar A melewati SLM. Sinar A yang sudah menjadi encoded beam ini (karena sudah mengandung data) kemudian difokuskan (dibantu dengan lensa sebagai relay optics) menuju sebuah kristal yang sangat sensitif terhadap cahaya. Kristal yang biasa digunakan sebagai recording medium ini adalah kristal Lithium-Niobate (LiNbO3). Pada saat yang bersamaan, Sinar B diarahkan (dengan bantuan cermin dan lensa) menuju kristal yang sama, tetapi melalui jalur yang berbeda. Saat Sinar A dan B bertemu, terbentuklah interferensi. Pola interferensi yang terbentuk ini (mengandung data yang akan disimpan tadi) tersimpan dalam kristal sebagai sebuah hologram. [2]

Pembacaan Data pada HVDData berbentuk hologram yang tersimpan dalam kristal tersebut dapat kita baca

kembali menggunakan sinar yang sama persis dengan Sinar B (Gambar 2). Untuk proses rekonstruksi data, Sinar B kita reproduksi kembali dari LASER. Sinar ini kita arahkan kembali ke kristal dengan menggunakan sudut dan panjang gelombang yang sama persis dengan sudut dan panjang gelombang yang digunakan saat menyimpan data. Saat mencapai kristal, Sinar B akan mengalami difraksi (oleh kristal) sehingga data yang sudah tersimpan dalam kristal dapat direkonstruksi kembali. Sinar yang keluar dari kristal sudah mengandung data yang ingin kita baca. Sinar ini kemudian diarahkan ke sebuah detektor (komputer) yang akan menerjemahkan kembali data biner tersebut sehingga dapat ditampilkan sebagai gambar yang sama dengan gambar semula. [4]

4

Gambar 3. Proses Pembacaan Data yang Disimpan dalam Holographic Memory

Terdapat beberapa parameter keunggulan dari HVD[4], yang ditunjukkan oleh tabel dibawah ini:Tabel 1. Parameter Keunggulan dari HVDParameter HVDCapacity 12,5 TBWavelength 532 nm (Green)Disc Diameter 120 mmHard Coating YesData Transfer Rate 1 gbps

2.3 Aplikasi Holografi sebagai Penyimpanan DataPara peneliti tengah berusaha mengembangkan kepingan (CD) yang memiliki muatan

penyimpanan holografis, sehingga dapat menyimpan informasi dengan ukuran terabit. Hal ini dikarenakan pengepakan data menjadi lebih mapat dibandingkan teknologi optis konvensional seperti yang digunakan pada DVD dan Blu-Ray. Bayangkan satu keping cakram optis, dengan ketebalan cakram 1,5mm, mampu menyimpan data sebesar 200 GB. [2]

Tentunya, 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. [7]

Sistem ini diawali dengan penemuan metode holografis pada tahun 1940-an oleh Dr. Dennis Gabor. Holographic memory adalah teknologi yang memanfaatkan cahaya untuk menyimpan dan merekonstruksi kembali informasi, tepatnya hasil aplikasi dari sebuah fenomena interferensi

5

cahaya. Interferensi adalah hasil kerja sama (superposisi) antara dua gelombang atau lebih yang bertemu di satu titik pada saat yang sama. [6]

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.  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. Setelah diteliti bahan-bahan photopolymer memberikan hasil penyimpanan yang luar biasa sebagai media perekam jika dibandingkan dengan kristal lithium niobate. Di Jepang metode holografik ini sedang dikembangkan, salah satunya oleh perusahaan Fuji Film.[4]

2.4 Kelebihan dan KekuranganPerkembangan teknologi holografi turut merambah ke sistem penyimpanan data. Hal ini

dimaksudkan untuk menciptakan media penyimpanan data dengan kapasitas yang lebih besar. Media-media penyimpanan yang mengadopsi prinsip-prinsip holografis disebut dengan holographic memory.

Holographic memory memiliki beberapa keunggulan dibandingkan media penyimpanan lain antara lain sebagai berikut[7]: Holographic memory dapat menyimpan data 2 dimensi, 3 dimensi, dan juga data digital. Kapasitas penyimpanan data lebih besar, dapat mencapai 27 kali lebih besar dari kapasitas

DVD yang dipakai saat ini. Proses pembacaan data lebih cepat, yakni 25 kali lebih cepat daripada DVD karena hanya perlu

menyinari kristal dengan sinar B pada sudut atau panjang gelombang yang kita gunakan saat menyimpan data tersebut. Proses pembacaan data yang begitu berlimpah itu dapat dilakukan pada kecepatan tinggi (fast transfer rates). Di bagian mana pun (pada kristal) data tersebut tersimpan, kita tidak perlu repot mencarinya karena hanya data yang disimpan menggunakan sudut atau panjang gelombang itu sajalah yang akan dibaca. Data-data lain yang disimpan menggunakan sudut atau panjang gelombang yang berbeda hanya dapat dibaca saat kita menyinari kristal dengan sinar B pada sudut dan panjang gelombang yang sesuai.

Keunggulan utama penyimpanan data dalam holographic memory adalah kemampuannya untuk menyimpan data dalam tiga dimensi. CD dan DVD yang biasa kita gunakan hanya bisa menyimpan data dalam dua dimensi, yaitu di sepanjang permukaannya saja. Holographic memory menyimpan data tidak hanya pada permukaan kristal, tetapi pada keseluruhan volume kristal. [1] [3]

6

Kunci utama yang dapat mendongkrak keberhasilan teknologi holographic memory ini adalah wadah penyimpannya (recording medium). Para peneliti menemukan bahwa kristal bukan satu-satunya media yang dapat digunakan sebagai recording medium. Bahan polimer yang juga sensitif terhadap cahaya (photopolymer) ternyata menunjukkan potensi luar biasa dan bahan photopolymer justru memiliki kualitas yang jauh lebih baik daripada kristal saat digunakan sebagai recording medium.

Siapa sangka interferensi cahaya yang sebelumnya dianggap 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? 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).[1][3] 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). [7]

Jika kita ingin menyimpan data-data lain dalam kristal yang sama, kita hanya perlu memvariasikan (multiplexing) sudut atau panjang gelombang sinar B (reference beam) saat melakukan proses penyimpanan data. Dengan berbagai variasi sudut dan panjang gelombang ini, kita bisa menyimpan data yang begitu banyak pada volume yang sama. 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. [7]

Perbandingan keunggulan antara HVD, DVD, dan Blu-Ray Disc bisa dilihat pada Tabel 2.Tabel 2. Perbedaan Parameter Media Penyimpatan Data

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

7

Data transfer rate 11,08 mbps 36 mbps 1 gbps

BAB III PEMBAHASAN

3.1 HASIL DISKUSI KELOMPOKHolography Versatile Disc (HVD) merupakan salah satu terobosan teknologi terbaru dalam

penyimpanan data. Berawal dari pemanfaatan sumber cahaya laser yang memiliki sifat monokromatis dan koheren dan juga fenomena interferensi, yakni superposisi dua buah gelombang atau lebih. 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. Proses penyimpanan data dimulai dari penembakan cahaya laser ke beam splitter dan dipecah menjadi dua gelombang yakni object beam dan reference beam. Object beam diarahkan ke SLM yang mengandung data-data biner yang akan disimpan atau dibaca. Sedangkan reference beam diteruskan hinggak ke kristal sebagai media penyimpanan. Setelah melalui SLM, Object beam akan diteruskan hingga ke kristal dan terjadilah peristiwa interferensi antara object beam dengan reference beam. Perbedaan HVD dengan CD dan DVD salah satunya adalah terletak pada terjadinya rekonstruksi, yakni proses pembacaan data yang disimpan dengan cara menembakkan cahaya laser ke kristal sebagai media penyimpanan dengan sudut dan panjang gelombang yang sama dengan saat peristiwa penyimpanan data. Banyak sekali keunggulan dari HVD seperti kapasitas penyimpanan yang sangat besar dapat mencapai 27 kali lebih besar dari kapasitas DVD yang dipakai saat ini, yaitu bisa menyimpan sampai 12,5 Terabyte (TB), bisa menyimpan dalam 2 dimensi, 3 dimensi, dan data digital, serta proses pembacaan data yang lebih cepat, yakni 25 kali lebih cepat daripada DVD.

Tetapi dalam kehidupan sehari-hari HVD masih digunakan dalam dunia-dunia yang membutuhkan penyimpanan data yang sangat besar. Dengan melihat kapasitasnya dan teknologinya yang canggih, menyebabkan HVD memiliki nilai jual yang tinggi atau harganya yang mahal sehingga masih digunakan oleh kalangan tertentu saja. Itu merupakan salah satu kelemahan yang dimiliki HVD. Jika HVD bisa diolah dan dikembangkan menjadi teknologi tepat guna dan teknologi yang efektif serta efisien sehingga HVD bisa dijual dengan harga yang lebih murah. Kunci utama yang dapat mendongkrak keberhasilan teknologi holographic memory ini adalah wadah penyimpannya (recording medium). Para peneliti menemukan bahwa kristal bukan satu-satunya media yang dapat digunakan sebagai recording medium. Bahan polimer yang juga sensitif terhadap cahaya (photopolymer) ternyata menunjukkan potensi luar biasa dan bahan photopolymer justru memiliki kualitas yang jauh lebih baik daripada kristal saat digunakan sebagai recording medium. Dengan berhasil ditemukannya bahan polimer yang sensitif terhadap cahaya (photopolymer) sebagai wadah penyimpan (recording medium) HVD maka dapat dihasilkan HVD yang memiliki potensi luar biasa sebagai media penyimpanan data dan memiliki kualitas yang jauh lebih baik daripada kristal. Dengan menggunakan bahan photopolymer maka dapat dihasilkan HVD yang biaya produksinya lebih rendah bila dibandingkan dengan

8

menggunakan bahan kristal sehingga HVD dapat dijual dengan harga lebih murah dan dapat digunakan oleh semua kalangan.

BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN

4.1 KesimpulanDari hasil kajian pustaka mengenai aplikasi holografi sebagai media penyimpanan data

maka dapat diambil kesimpulan seperti berikut ini.a. Holography Versatile Disc (HVD) merupakan salah satu terobosan teknologi terbaru dalam

penyimpanan data yang memanfaatkan sumber cahaya laser yang memiliki sifat monokromatis dan koheren serta memanfaatkan fenomena interferensi. 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. Data yang tersimpan dalam media perekam pada holographic memory tergantung pada sudut (angle multiplaxing) dan panjang gelombang sinar laser yang digunakan (wavelength multiplaxing).

b. Banyak sekali keunggulan dari HVD bila dibandingkan CD, DVD, dan Blu-Ray, yaitu kapasitas penyimpanan yang sangat besar dapat mencapai 27 kali lebih besar dari kapasitas DVD yang dipakai saat ini, yaitu bisa menyimpan sampai 12,5 Terabyte (TB), bisa menyimpan dalam 2 dimensi, 3 dimensi, dan data digital, serta proses pembacaan data yang lebih cepat, yakni 25 kali lebih cepat daripada DVD.

c. Dengan melihat kapasitasnya dan teknologinya yang canggih, menyebabkan HVD memiliki nilai jual yang tinggi atau harganya yang mahal sehingga masih digunakan oleh kalangan tertentu saja. Itu merupakan salah satu kelemahan yang dimiliki HVD.

d. Kristal bukan satu-satunya media yang dapat digunakan sebagai recording medium. Dengan berhasil ditemukannya bahan polimer yang sensitif terhadap cahaya (photopolymer) sebagai wadah penyimpan (recording medium) HVD maka dapat dihasilkan HVD yang memiliki potensi luar biasa sebagai media penyimpanan data dan memiliki kualitas yang jauh lebih baik daripada kristal. Dengan menggunakan bahan photopolymer maka dapat dihasilkan HVD yang biaya produksinya lebih rendah bila dibandingkan dengan menggunakan bahan kristal sehingga HVD dapat dijual dengan harga lebih murah dan dapat digunakan oleh semua kalangan.

4.2 SaranDari hasil kajian pustaka mengenai aplikasi holografi sebagai media penyimpanan data

maka dapat diberikan saran demi berkembangnya HVD sebagai media penyimpan data dalam kehidupan sehari-hari, seperti berikut ini.a. Diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai prinsip kerja HVD sehingga bisa dihasilkan HVD

yang lebih efektif dan efisien.

9

b. Diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai media yang dapat digunakan sebagai recording medium dalam HVD sehingga dapat dihasilkan HVD dengan biaya produksi yang lebih murah.

c. Diperlukan penelitian lebih lanjut mengenai variasi bentuk dari HVD sehingga dapat dihasilkan HVD yang tidak hanya berbentuk keping saja. Namun dapat dihasilkan HVD dalam bentuk media card atau flash disc.

DAFTAR PUSTAKA[1]Alleman, Gayle A. How CD’s Work. free read at http://electronics.howstuffworks.com/cd.htm[2]Bonsor, Kevin. How Holographic Memory Will Work. free read at

http://www.howstuffworks.com/holographic-memory.htm[3]Brain, Marshall. How DVD’s Work. free read at http://electronics.howstuffworks.com/dvd.htm[4]Demetri P and Fai Mok. 1995. Holographic Memories. New York: Scientific American, Inc.[5]Hecht, E. 1998. Optics, 3rd edition. New York: Addison Wesley Longman, Inc.[6]Sarojo, Ganijanti A. 2011. Gelombang dan Optika. Jakarta: Penerbit Salemba Teknika[7]Surya, Yohannes. 2004. Holographic Memory. Free download at

http://www.yohanessurya.com/download/penulis/Teknologi_11.pdf 

10