光存储技术的发展趋向
以光学、集成光学、光子效应、体全息技术、光感生或磁感生超分辨率等道理为基础的新一代光存储技术将朝着以下几个方向发展:
1.实现廉价位DVD系列光盘及驱动器的规模出产
直径为120mm的DVD光盘单面庞量4.7GB,双面庞量9.4GB,若是改成双面双层,容量可达到18GB,组成了标称容量为5GB、9GB、10GB、18GB的DVD-5、DVD-9、DVD-10、DVD-18的光盘系列,只有这种光盘及光盘机的出产成本能降低到当今CD-ROM或CD-R光盘及光盘机的价位,就足够满足通常信息系统及家用电器的需要。由于DVD系列产品仍以传统的光盘造作技术为基础,根基工作道理没有扭转,只是将信息符坑点的尺寸从原来的0.83μm降低到0.4μm,信路间距从原来的1.6μm降低到0.74μm。这种光盘机的结构道理也没有太大的变动,所用的半导体激光器的波长略有缩短,一旦形成规模,成本必将大幅度降落。目前,加工这种高密度光盘母盘及盘片注塑的设备及技术都已齐全成熟。
2.进一步提高DVD光盘质量、制品率及职能
目前,DVD光盘的制品率,无论是母盘造作还是最终产品的制品率都低于通常CD光盘,从而也影响其出产成本。各类出产光盘的专用加工和测试设备还必要进一步更新,将深紫表超分辨率曝光技术、电子束曝光技术、多层光致抗蚀剂技术、无显影曝光技术、4X或更高速的刻录技术等引入母盘造作,以便进一步提高母盘质量和制品率。DVD光盘及光盘机将在职能上进行改进,首先是多职能化,蕴含光盘机和盘片的多职能化,即一台光盘机可用于只读、一次写入不成擦除及可直接改写等分歧盘片,而盘片也可能作成同时拥有只读和可擦写职能。此表随着编码技术和集成电路技术的进取,光盘机的编码及节造软件职能还将进一步改进,将分散的视频、音频、编码、解码、调造、解调、通路节造、伺服节造沉新整合成少数芯片甚至单一芯片,不仅能降低成本,还会大大提高系统的靠得住性。为了使光盘机使用更方便,其另一改进方向是光盘机的智能,使人一机界面越发单一,操作更为轻便。
3.在纪录密度不变的前提下提高系统机能
无论是VCD或DVD光盘都能够利用自动换盘系统,组成光盘库、光盘塔、光盘阵列,实现提高整个系统的容量、数据传输率及无数据存储的靠得住性。若是将光盘库、光盘塔及光盘阵列与自动换盘系统有机结合,能够大大提高系统容量、数据传输率和显着改善存储数据的靠得住性。目前最大的光盘库容量已可达到TB量级(即1012字节)。4.综合利用其它新技术开发下一代新产品高密度数据存储技术始终是信息技术和推算机技术发展中不成短缺的关键钻研领域,预计到2005年,新型网络系统和第三代多媒体出现时,推算机表部存储容量至少应为100GB,数据传输率至少为40Mbps,现有的各类光盘都不能满足要求,即便上面提到的DVD-RAM光盘系统也与此指标相距甚远。必要选取新技术和新资料,钻研开发出新一代高密度、高速光存储技术和系统。固然目前所进行的钻研尚处于尝试室阶段。很多理论问题、尝试技术问题及工程问题还待深刻钻研,但从所获得的初步成就中能看出其发展方向蕴含:
。1)利用光学非辐射场与光学超衍射极限分辨率的钻研成就,进一步减幼纪录信息符尺寸。因光束照射到物体表表时,无论透射或反射城市形成传布。ù疾ǎ┖头欠洌ㄒ失波)。传布波携带着物体结构的低频信息,容易被探测器探测。隐失波携带描述物体精密结构的高频信息,沿物体表表传布。只有把这一部门信息扑捉到,就可提高系统的分辨率。
。2)选取近场光学道理设计超分辨率的光学系统,使数值孔径超过1.0,相当于探测器进入介质的辐射场,从而可能得到超精密结构信息,突破衍射极限,获得更高的分辨率,可使经典光学显微镜的分辨率提高两个数量级,面密度提高4个数量级。
。3)以光量子效应包办目前的光热效应实现数据的写入与读出,从道理大将存储密度提高到分子量级甚至原子量级,并且由于量子效应没有热学过程,其反映速度可达到皮秒量级(1O-12秒),另表,由于纪录介质的反映与其吸收的光子数有关,能够使纪录方式从目前的二存储造成多值存储,使存储容量提高很多倍。
。4)三维多沉体全息存储,利用某些光学晶体的光折变效应纪录全息图形图像,蕴含二值的或有灰阶的图像信息,由于全息图像对空间地位的敏感性,这种步骤能够得到极高的存储容量,并基于光栅空间相位的变动,体全息存储器还有可能进行选择性擦除及沉写。
。5)利用现代物理学的其它成就,蕴含光子回波时域有关光子存储道理、光子俘获存储道理、共振荧光、超荧光和光学双稳态效应、光子诱发光致变色的光化学效应、双光子三维体相光致变色效应,以及借助很多新的工具和技术,诸如扫描隧路显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)、光学集成技术及微光纤阵列技术等,提高存储密度和组成多层、多沉、多灰阶、高速、并行读写海量存储系统。尝试已证明目前的技术可使光存储密度达到40-100Gbits/in2。