ذخیره سازی سه بعدی داده
جنبه های تکنیکی

مانند سایر رسانه ها، رسانه های هولوگرافیک به یک بار نوشتن (که در آن محیط ذخیره سازی دچار تغییرات غیرقابل برگشتی می شود) و رسانه های قابل بازنویسی (جایی که تغییر قابل برگشت است) تقسیم می شود. ذخیره هولوگرافی قابل بازنویسی را می توان از طریق اثر انکساری نوری در کریستال ها به دست آورد:
نور منسجم متقابل از دو منبع یک الگوی تداخلی در رسانه ایجاد می کند. این دو منبع را پرتو مرجع و پرتو سیگنال می نامند.
در جاهایی که تداخل سازنده وجود دارد، نور روشن است و الکترون ها را می توان از نوار ظرفیت به نوار رسانایی ماده ارتقا داد (زیرا نور به الکترون ها انرژی داده است تا از شکاف انرژی بپرند). جاهای خالی با بار مثبت که از خود باقی می گذارند سوراخ نامیده می شوند و باید در مواد هولوگرافیک قابل بازنویسی بی حرکت باشند. در جاهایی که تداخل مخرب وجود دارد، نور کمتری وجود دارد و تعداد کمی الکترون ارتقا می یابد.
الکترون ها در نوار رسانایی آزادانه در مواد حرکت می کنند. آنها دو نیروی متضاد را تجربه خواهند کرد که نحوه حرکت آنها را تعیین می کند. اولین نیرو، نیروی کولن بین الکترون ها و حفره های مثبتی است که از آنها بیرون آمده اند. این نیرو الکترون ها را تشویق می کند که در جای خود باقی بمانند یا به جایی که از آن آمده اند برگردند. دوم، شبه نیروی انتشار است که آنها را تشویق می کند تا به مناطقی که الکترون ها چگالی کمتری دارند، حرکت کنند. اگر نیروهای کولن خیلی قوی نباشند، الکترون ها به سمت نواحی تاریک حرکت می کنند.
با شروع بلافاصله پس از ارتقاء، این احتمال وجود دارد که یک الکترون معین با یک حفره دوباره ترکیب شود و به نوار ظرفیت بازگردد. هرچه سرعت بازترکیب بیشتر باشد، تعداد الکترون هایی که شانس حرکت به سمت نواحی تاریک را خواهند داشت، کمتر می شود. این نرخ بر قدرت هولوگرام تأثیر می گذارد.
پس از اینکه برخی از الکترون‌ها به نواحی تاریک حرکت کردند و با حفره‌هایی در آنجا ترکیب شدند، یک میدان بار فضایی دائمی بین الکترون‌هایی که به نقاط تاریک حرکت کرده‌اند و حفره‌های نقاط روشن وجود دارد. این منجر به تغییر در ضریب شکست به دلیل اثر الکترواپتیک می شود.
وقتی قرار است اطلاعات از هولوگرام بازیابی یا خوانده شود، فقط پرتو مرجع ضروری است. پرتو دقیقاً به همان روشی که هولوگرام نوشته شده بود به داخل ماده فرستاده می شود. در نتیجه تغییرات شاخص در مواد ایجاد شده در هنگام نوشتن، پرتو به دو قسمت تقسیم می شود. یکی از این قسمت ها پرتو سیگنال را که در آن اطلاعات ذخیره می شود، بازسازی می کند. چیزی مانند دوربین CCD می تواند برای تبدیل این اطلاعات به فرم قابل استفاده تر استفاده شود.
هولوگرام ها از نظر تئوری می توانند یک بیت در هر بلوک مکعبی به اندازه طول موج نور را در نوشته ذخیره کنند. به عنوان مثال، نور لیزر هلیوم-نئون ، نور قرمز با طول موج 632.8 نانومتر است. با استفاده از نور با این طول موج، ذخیره سازی هولوگرافیک عالی می تواند 500 مگابایت در هر میلی متر مکعب را ذخیره کند. در انتهای طیف لیزر، لیزر اکسایمر فلوئور در 157 نانومتر می‌تواند 30 گیگابایت بر میلی‌متر مکعب را ذخیره کند. در عمل، چگالی داده ها به حداقل چهار دلیل بسیار کمتر خواهد بود:
نیاز به افزودن تصحیح خطا
نیاز به تطبیق عیوب یا محدودیت ها در سیستم نوری
بازده اقتصادی (تراکم های بالاتر ممکن است هزینه های نامتناسب بیشتری برای دستیابی به آن داشته باشد)
محدودیت‌های تکنیک طراحی - مشکلی که در حال حاضر در هارد دیسک‌های مغناطیسی با آن مواجه است که در آن پیکربندی دامنه مغناطیسی مانع از ساخت دیسک‌هایی می‌شود که به طور کامل از محدودیت‌های نظری فناوری استفاده می‌کنند.
با وجود این محدودیت‌ها، می‌توان ظرفیت ذخیره‌سازی را با استفاده از تکنیک‌های پردازش سیگنال تمام نوری بهینه کرد.
برخلاف فناوری‌های ذخیره‌سازی فعلی که یک بیت داده را در یک زمان ضبط و می‌خوانند، حافظه هولوگرافیک داده‌ها را به صورت موازی در یک فلاش نور می‌نویسد و می‌خواند.