Fachbereich 11 - Physik
Institut für Angewandte Physik
Nichtlineare Photonik (Prof. Dr. Cornelia Denz)

Digitale Datenverarbeitung, Datenverschlüsselung und assoziative Speicherung

Das von uns entwickelte Verfahren der holographischen Datenspeicherung mittels Volumenhologrammen kann für den Objektvergleich, die Datenreduktion oder Extraktion charakteristischer Merkmale von Bildern eingesetzt werden. So wird Datenverarbeitung in einem Speicher möglich, wobei Bilder beliebig parallel addiert, subtrahiert oder invertiert werden können. Dieses Verfahren ist besonders interessant für den Vergleich von Daten, wie z.B. der Vergleich gespeicherter Fingerabdrücke, verschiedener Röntgenbilder oder von Kunstwerken und deren Reproduktionen bzw. Fälschungen. Ebenso können durch Addition vorher wenig intensive Bilder in ihren Kontrasten verstärkt oder durch Überlagerung verschiedene Bildelemente kombiniert werden.

Zudem erlaubt der phasenkodierte Speicher auf einfachste Weise eine hochsichere Verschlüsselung der gespeicherten Daten. Dazu muss zusätzlich zur Phasenänderung durch den Phasenmodulator eine Zufallsphase auf die Referenzwelle aufgeprägt werden. Die Verschlüsselung ist wesentlich sicherer als herkömmliche Sicherung von z.B. CD-Software und für einen unbefugten Nutzer praktisch nicht zu knacken".

Schließlich ist es in solchen Speichersystemen möglich, durch Adressierung mit einer unbekannten, nicht gespeicherten Datenseite deren Ähnlichkeit zu gespeicherten Seiten zu ermitteln. Diese assoziative Erkennung ermöglicht das Suchen in großen Datenbanken.

Drittmittelgeber:

VW-Stiftung, Deutscher Akademischer Austauschdienst

Beteiligte Wissenschaftler:

Dipl.-Phys. Gernot Berger, Prof. Dr. Cornelia Denz (Leiterin), Prof. Dr. B. Hesselink (Stanford University, USA), Dr. Kai-Oliver Müller (TU Darmstadt), Dr. Bill Philips (Stanford University, USA), cand.-phys. Martin Stumpe

Veröffentlichungen:

G. Berger, K.-O. Müller, C. Denz, I. Földvári, Á. Péter: Digital data storage in a phase-encoded holographic memory system: data quality and security. In: Advanced Optical Storage, H.J. Coufal, ed., SPIE Proc. 4988 (2003)

G. Berger, C. Denz, S.S. Orlov, B. Philips, L. Hesselink: "Associative recall in a volume holographic storage system based on phase-code multiplexing", Appl. Phys. B 73 (2001) 839 - 845

C. Denz, K.-O. Müller, G. Berger, T. Tschudi, S. Orlov, B. Phillips, B. Hesselink: "Content-adressable data storage in holographic memories based on phase-coded multiplexing", OSA TOPS Vol 62 (2001) 122 - 130

C. Denz, K.-O. Müller, F. Visinka, G. Berger, T. Tschudi: "Beyond volume holographic storage - applications of phase-coded multiplexing to image processing and encryption", Proc. SPIE 4110 (2000) 254

C. Denz, K.-O. Müller, F. Visinka, T. Tschudi: "Digital data storage and encryption using a phase-coded holographic memory system",OSA Trends in Optics and Photonics 27 (99), S. 492