科學(xué)家開(kāi)發(fā)出高速激光直寫(xiě)方法：可將500兆字節(jié)數(shù)據(jù)裝入玻璃盤(pán)，密度為藍(lán)光盤(pán)10000倍

研究人員開(kāi)發(fā)了一種快速、節(jié)能的激光直寫(xiě)方法，用于在硅玻璃中生產(chǎn)高密度的納米結(jié)構(gòu)。這些微小的結(jié)構(gòu)可用于長(zhǎng)期的5D光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，其密度是藍(lán)光光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)的10,000倍以上。

現(xiàn)代社會(huì)中，個(gè)人和組織生產(chǎn)出的數(shù)據(jù)集越來(lái)越大，這就迫切需要更有效的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)形式，這種形式需要具備高容量、低能耗和長(zhǎng)壽命的特征。雖然基于云的系統(tǒng)更多是為臨時(shí)數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)，但這種5D數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法可能用于國(guó)家檔案館、博物館、圖書(shū)館或私人組織的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)。

這種新方法可以以每秒100萬(wàn)體素的速度直寫(xiě)，相當(dāng)于每秒記錄約230千字節(jié)的數(shù)據(jù)，即超過(guò)100頁(yè)的文本。

盡管透明材料中的5D光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法已被發(fā)明，但對(duì)于現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，以足夠快的速度和足夠高的密度寫(xiě)入數(shù)據(jù)仍具有挑戰(zhàn)性。為了克服這一障礙，研究人員使用了一種重復(fù)率高的飛秒激光器，創(chuàng)造出包含單個(gè)納米層片結(jié)構(gòu)的微小凹坑，每個(gè)凹坑的尺寸僅為500×50納米。

研究人員沒(méi)有使用飛秒激光直接在玻璃上寫(xiě)字，而是利用光線(xiàn)產(chǎn)生了一種被稱(chēng)為近場(chǎng)增強(qiáng)的光學(xué)現(xiàn)象。使用近場(chǎng)增強(qiáng)技術(shù)來(lái)制造納米結(jié)構(gòu)可以最大限度地減少熱損傷，這是其他使用高重復(fù)率激光的方法所存在的問(wèn)題。

這種新方法將數(shù)據(jù)直寫(xiě)速度提高到實(shí)用水平，因此人們可以在一定的時(shí)間內(nèi)寫(xiě)入幾十GB的數(shù)據(jù)。因?yàn)樵趩挝惑w積內(nèi)可以直寫(xiě)更多的體素，高度精密的納米結(jié)構(gòu)使數(shù)據(jù)容量更高。

研究人員用他們的新方法將5千兆字節(jié)的文本數(shù)據(jù)寫(xiě)入了玻璃光盤(pán)，其大小與傳統(tǒng)的光盤(pán)差不多，具有近100%的讀出精度。每個(gè)體素包含四個(gè)比特的信息，每?jī)蓚€(gè)體素對(duì)應(yīng)一個(gè)文本字符。以該方法的寫(xiě)入密度，光盤(pán)將能夠容納500兆字節(jié)的數(shù)據(jù)。

研究人員現(xiàn)在正在努力提高他們的方法的寫(xiě)入速度，并使該技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室之外也能使用。為了實(shí)際的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用，研究人員還必須開(kāi)發(fā)更快的數(shù)據(jù)讀取方法。

該研究論文題為"High speed ultrafast laser anisotropic nanostructuring by energy deposition control via near-field enhancemen"，已發(fā)表在《Optica》期刊上。主要作者為Yuhao Lei。

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參考資料：https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-8-11-1365&id=462661

標(biāo)簽： 激光直寫(xiě) 存儲(chǔ)