Библиометрический анализ литературы по голографическому хранению данных

Цели. Моментальные снимки данных можно хранить на голографических носителях на различной глубине. Они могут быть записаны по спиральному каналу передачи данных на вращающиеся голографические носители в виде круглых дисков, похожих на CD или DVD. После записи данные можно считать через просвечивание опорным лучом при помощи рефракции. В отличие от CD/DVD носителей, в голографических запоминающих устройствах информация кодируется во всех трех измерениях. Двумерные данные записываются с помощью одного лазерного луча, который закручивается по спирали вокруг материала. Для того чтобы сохранить один миллион пикселей, прототипы решений для голографического хранения данных использовали крошечные конусы, образованные отдельными снимками данных или страницами. По сравнению с магнитными дисками и кассетами, срок службы которых ограничен максимум 50 годами, долговечность и надежность оптических носителей информации имеет явное преимущество при долгосрочном архивировании. Голографическая технология обеспечивает переносимость носителей с большим объемом данных, таких как телепрограммы или видео высокой четкости. Однако срок годности голографических носителей остается низким из-за их чувствительности к свету. Основными целями использования большинства устройств хранения данных являются увеличение объема памяти и более быстрая передача данных. Голографические запоминающие устройства потенциально могут превзойти традиционные оптические устройства как по емкости, так и по производительности. Цель настоящей работы – оценить актуальные международные тенденции исследований в области голографического хранения данных и составить графическое отображение соавторства и стран.

Методы. Для анализа была осуществлена выборка данных, в которую вошли авторы, тип, количество публикаций, учреждение, страна, количество и место цитирований. После экспорта 1052 источников данных для анализа цитат использовалось программное обеспечение HistCite; визуализация была выполнена с использованием программного обеспечения VOSviewer и языка программирования R для анализа ассоциации

«автор – страна – название» о голографическом хранении данных.

Результаты. При помощи HistCite были определены наиболее значимые авторы, статьи, журналы, организации и страны в области голографического хранения данных. Затем, используя VOSviewer, мы исследовали четыре кластера, основанных на авторских ключевых словах, сетях сотрудничества по цитированию между различными организациями, странами, а также сетями соавторов, пишущих о голографическом хранении данных.

Выводы. За период исследования с 2000 по 2020 гг. (21 год) 4636 авторов написали 1052 публикации. Наибольшее количество публикаций было издано в 2009 г. с коэффициентом детерминации R2 = 0.0136. Наиболее продуктивный автор, Джей Ли, опубликовал 3.14% статей по голографическому хранению данных. С точки зрения распространения по странам первое место в рейтинге заняла Япония с 16.54% от общего количества статей. Ключевое слово «голографический» использовалось в 62.55% статей.

1. Ashley J., Bernal M.P., Burr G.W., Coufal H., Guenther H., Hoffnagle J.A., et al. Holographic data storage technology. IBM J. Res. Dev. 2000;44(3): 341–368. https://doi.org/10.1147/rd.443.0341

2. Psaltis D., Burr G.W. Holographic data storage. Computer. 1998;31(2):52–60. https://doi.org/10.1109/2.652917

3. Azami M., Farha T.A., Taj A.S., Punitha B. Holographic mass storage system. Journal of Emerging Technologies and Innovative Research (JETIR). 2019;6(9):47–49. Available from URL: https://jetir.org/papers/JETIRDD06009.pdf

4. Leith E.N., Kozma A., Upatnieks J., Marks J., Massey N. Holographic data storage in three-dimensional media. Appl. Opt. 1966;5(8):1303–1311.

5. Burr G.W., Coufal H., Hoffnagle J.A., Michael C., Jurich M., Macfarlane R.M., et al. High–density and high–capacity holographic data storage. Asian Journal of Physics, Special Issue on Optical Information Technology. 2001;10(1):28 p. Available from URL: http://geoffreyburr.org/papers/ajp_review.pdf

6. Timucin D.A., Downie J.D. Holographic optical data storage. IEEE Potentials. 2000;19(4):32–36. https://doi.org/10.1109/45.877865

7. Nakamura Y. Magnetic holography and its application to data storage. Photonics. 2021;8(6):187. https://doi.org/10.3390/photonics8060187

8. Ebisuzaki T., Germain R., Taiji M. PetaFLOPS computing. Commun. ACM. 2004;47(11):42–45. https://doi.org/10.1145/1029496.1029524

9. Hesselink L., Orlov S.S., Bashaw M.C. Holographic data storage systems. In: Proc. IEEE. 2004;92(8):1231–1280. https://doi.org/10.1109/JPROC.2004.831212

10. Daiya K., Chouhan B., Rathi P. Holographic data storage. Int. J. Eng. Res. Technol. (IJERT). 2014;2(10):179–182. Available from URL: https://www.ijert.org/research/holographic-data-storage-IJERTCONV2IS10050.pdf

11. Cheremkhin P.A., Kurbatova E.A. Optical dynamic reconstruction of quantized digital and computer- generated holograms. In: 2018 International Conference Laser Optics (ICLO). St. Petersburg: IEEE; 2018. P. 203–203. https://doi.org/10.1109/LO.2018.8435412

12. Ko H., Kim H.Y. Deep learning-based compression for phase-only hologram. IEEE Access. 2021;9: 79735–79751. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3084800

13. Kim E., Park S., Hwang S., Moon I., Javidi B. Deep learning-based phenotypic assessment of red cell storage lesions for safe transfusions. IEEE J. Biomed. Health Inform. 2022;26(3):1318–1328. https://doi.org/10.1109/JBHI.2021.3104650

14. Nguyen C.D., Xuan Pham N., Duong C.C., Cong Nguyen L. Multilevel modulation coding for four-level holographic data storage systems. In: 2020 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC). IEEE; 2020. P. 30–34. https://doi.org/10.1109/ATC50776.2020.9255459

15. Qiu S., Yuan H., Zhu G., Dai D., Xu H., Zhang X.F. Network privacy information storage model based on holographic digital watermarking technology. In: 2021 6th International Conference on Smart Grid and Electrical Automation (ICSGEA). IEEE; 2021. P. 392–396. Available from URL: https://doi.ieeecomputersociety.org/10.1109/ICSGEA53208.2021.00095

16. Katano Y., Muroi T., Kinoshita N., Ishii N. Demodulation of multi-level data using convolutional neural network in holographic data storage. In: 2018 Digital Image Computing: Techniques and Applications (DICTA). IEEE; 2018. P. 1–5. https://doi.org/10.1109/DICTA.2018.8615863

17. Youssef A., Heshmat S. 3D holographic compression methods for real time applications. In: 2018 International Conference on Innovative Trends in Computer Engineering (ITCE). IEEE; 2018. P. 136–139. https://doi.org/10.1109/ITCE.2018.8316612

18. Hesselink L. Fundamental issues related to digital holographic data storage. In: 1999 IEEE LEOS Annual Meeting Conference Proceedings. LEOS’99. 12th Annual Meeting. IEEE Lasers and Electro-Optics Society 1999 Annual Meeting (Cat No99CH37009). IEEE; 1999. P. 327–328. https://doi.org/10.1109/LEOS.1999.813615

19. Tien-Hsin Chao. Compact digital holographic memory using blue diode laser. In: Symposium Non-Volatile Memory Technology 2005. IEEE; 2005 P. 72–74. https://doi.org/10.1109/NVMT.2005.1541403

20. Trelewicz J.Q., Cochran D. Bit error prediction for digital image data. In: Proceedings of the 1998 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, ICASSP ’98 (Cat No98CH36181). IEEE; 1998. P. 2645–2648. https://doi.org/10.1109/ICASSP.1998.678066

21. SreebhaA.B., Suresh S., Sreekala C.O., Pillai V.P.M. Volume holographic gratings in acrylamide-based photopolymer to provide selective light as an added input for improving the performance of dye-sensitized solar cells. Curr. Sci. 2018;114(11):2267–2272. Available from URL: https://www.currentscience.ac.in/Volumes/114/11/2267.pdf

22. Orlov S.S., Abarzhi S.I., Oh S.B., Barbastathis G., Sreenivasan K.R. High-performance holographic technologies for fluid-dynamics experiments. Philos. Trans. A Math. Phys. Eng. Sci. 2010;368(1916):1705–1737. Available from URL: http://www.jstor.org/stable/25663339

23. Tchalakov I. The history of holographic optical storage at the both sides of the iron curtain—1969–1989. The Journal of the International Committee for the History of Technology (ICON). 2005;11:95–119. Available from URL: http://www.jstor.org/stable/23787025

24. Barreiro E.W. Using HistCite software to identify significant articles in subject searches of the Web of Science. ArXiv151207069 Cs [Internet]. 2015 Dec 22 [cited 2021 Jul 5]; Available from URL: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1512/1512.07069.pdf