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高密度数据存储新突破:超快激光

   据悉,基于激光的数据存储和检索技术将增加传统光盘的存储容量,如DVD和蓝光盘等,而不需要特殊的准备步骤。

  这种可扩展技术通过光盘的3D体积进行信息的多层次结构存储,超快激光则是用来保持光盘在微米尺度的变化。

  通过在记录介质的3D体积内对多级和多路复用信息进行编码,就能将传统的光盘转变成超容量存储介质。

  然而在大多数情况下,记录介质必须具备光敏感性,同时还需要掺杂光致变色分子或纳米粒子。

  为了发掘3D光学数据存储能力,而无需任何掺杂物,加拿大渥太华大学的研究人员使用脉冲激光在光盘微米级修改区域记录数据。用读取激光激发后,每个修改区域就会发出荧光。

  通过激光诱导的荧光基团在不同波长激发下表现出不同的发射剖面。研究人员将荧光信号的强度与记录激光的能量进行关联,并将其指定为32灰色等级,对应5比特数据。

  该研究小组表明,嵌入数据能高达20层。通过调整读取激光的功率和检测器灵敏度,传统光盘中的数据层能多达30层(如果光盘两边数据都被读取,则能多达60层)。

  使用不同的激发激光和通过包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚苯乙烯(PS)以及聚碳酸酯(PC)等不同塑料制成的光盘也能达到类似的结果。

  这种技术的灵活性使得数据能存储在常见可用的塑料中,并通过任何可见光谱内的激发都能进行数据的访问。

  所存储的数据可以嵌入在散装材料中,在记录介质的玻璃转变温度范围内都是稳定的,因此拥有较长的保质期,同时也消除了记录介质光敏感的必要性。

  研究实现了高达0.2TB至0.5TB的存储容量。此外,可以通过克服亚微米级记录数据的光的衍射极限来实现更高存储容量。

  荧光信号的减少可能导致信息丢失,但是可以通过增加检测器的灵敏度和/或读取激光的功率来恢复丢失的信息。

  光盘是一种实用的长期数据存储介质,维持稳定性和完整性成本也相对较低。使用光盘3D体积在多层次结构存储信息,能克服光盘平面技术的局限性,并能提供超高存储容量。(文/Oscar译)

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