光电存储技术
简述光存储技术的原理和光存储系统的组成

简述光存储技术的原理和光存储系统的组成一、光存储技术的原理光存储技术是一种利用光学原理实现数据存储和读取的技术。
其原理基于光的干涉、衍射和吸收等特性,通过激光的照射和控制,将数据以光的形式记录在介质中,并在需要时读取出来。
光存储技术的原理主要包括以下几个方面:1. 光的干涉原理:干涉是指两束光波相遇时,根据波的相位差,会产生增强或减弱的现象。
在光存储中,通过激光的照射,利用干涉原理将数据以干涉图样的形式记录在介质中。
2. 光的衍射原理:衍射是指光波经过一定的孔径或物体后,会发生弯曲或散射的现象。
在光存储中,利用激光的衍射特性,将数据以衍射图样的形式记录在介质中。
3. 光的吸收原理:光的吸收是指光波经过介质时,介质会吸收其中特定波长的光。
在光存储中,通过控制激光的强度和波长,将数据以吸收的形式记录在介质中。
二、光存储系统的组成光存储系统是由多个组件和设备组成的,主要包括以下几个方面:1. 激光器:激光器是光存储系统中的核心部件,用于产生高强度、高稳定性的激光光源。
激光器通常采用半导体激光器或气体激光器,能够提供所需的波长和功率。
2. 光学系统:光学系统包括透镜、反射镜、光栅等光学元件,用于调整和控制激光的传输和聚焦。
通过光学系统的设计和调节,可以实现对光存储介质的高精度记录和读取。
3. 光学介质:光学介质是光存储系统中的存储介质,用于记录和保存数据。
光学介质通常采用具有特殊光学性能的材料,如聚碳酸酯、聚合物等。
不同的光学介质具有不同的存储密度和读写速度。
4. 光学探测器:光学探测器用于读取光存储介质中的数据。
通过探测器接收到的光信号,可以实现数据的解码和恢复。
常用的光学探测器包括光电二极管、光敏电阻等。
5. 控制电路:控制电路是光存储系统中的核心控制部件,用于控制激光器的开关、强度和波长等参数。
通过控制电路的设计和调节,可以实现光存储系统的高效、稳定的工作。
总结起来,光存储技术的原理是基于光的干涉、衍射和吸收等特性,通过激光的照射和控制,将数据以光的形式记录在介质中,并在需要时读取出来。
光卡的技术原理

光卡的技术原理光卡,或称为光学存储卡,是一种使用光学技术进行数据读写的存储卡。
它能够存储大量的数据,并且具有高速读写的特点。
在现代化的存储技术中,它一直扮演着重要的角色。
那么,究竟光卡是如何工作的呢?下面将对它的技术原理进行详细的介绍。
一、光卡的结构光卡一般由五个部分组成:塑料卡片、读卡器、读写头、控制电路和存储介质。
其中塑料卡片是光卡的外壳,它具有与其他存储卡相同的尺寸和形状,便于携带和使用。
存储介质采用了光阻材料,它能够通过激光束的读写进行数据的存储和检索。
读写头则是光卡读取和写入数据的核心组件,它采用了激光器和光电探测器,通过对光阻材料的照射和读取,实现了数据的读写。
控制电路则是光卡数据读写操作的控制中心,它负责协调读写头和存储介质之间的交互,并将数据传递给读卡器进行处理。
二、光卡的工作原理光卡的工作原理基于激光技术和光阻材料的特性,其具体过程如下:1. 激光器发射激光束:当用户将光卡插入读卡器中时,控制电路会向读写头发送信号,指示激光器向光阻材料发射激光束。
激光束经过光学系统的反射和聚焦,从而形成了一个微小的光斑。
2. 激光束照射光阻材料:激光束的光斑会直接照射到存储介质上的光阻材料上,这时激光束的功率就已经足以使得光阻材料的一部分发生变化。
3. 光阻材料被改变:当激光束照射到光阻材料上时,它的能量就会使得光阻材料发生物理变化,例如氧化或者高温烧蚀。
这时光阻材料中的化学键会发生断裂,从而使得相应的存储单元的物理状态发生变化。
4. 数据读取:当读写头需要读取数据时,激光器会再次向光阻材料发射激光束,但这时激光束的功率已经被调整为非常低的水平。
于是,只有被光斑照射到过并被改变的光阻材料才会对激光束产生反应,反射回光电探测器上产生的微弱信号就会被识别转化为存储单元中已经保存的数据。
三、光卡的特点1. 高速读写:由于光卡采用了激光技术进行数据读写,因此具有非常高速的读写速度。
一般来说,它的读写速度可以达到每秒数十兆甚至上百兆,远远超过其他存储卡的读写速度。
新型光电存储技术的创新与发展

新型光电存储技术的创新与发展随着信息技术的迅猛发展,大量数据的存储需求不断增长,而传统的存储技术已经无法满足人们的需求。
光电存储技术作为一种新型的存储技术,正得到越来越多的关注和研究。
本文将探讨新型光电存储技术的创新与发展,旨在了解光电存储技术的现状和未来发展趋势。
一、什么是光电存储技术?光电存储技术是指利用光子和电子之间的相互作用,将光能转化为电信号并以此进行存储的技术。
光电存储技术是一种新型存储技术,相比于传统的磁存储和半导体存储具有更高的存储容量和读写速度。
二、光电存储技术的创新随着光电存储技术的不断发展,越来越多的创新和应用被提出。
以下是一些典型的创新案例:1. 光子存储系统光子存储系统是基于利用光子进行数据存储的技术。
与传统存储方式相比,光子存储系统具有更快的读写速度和更大的存储容量。
同时,它也是一种非易失性存储技术,即使断电也能保留数据。
目前,光子存储系统已经被广泛应用于天气预报、卫星图像等领域。
2. 量子存储技术量子存储技术是一种基于量子态进行存储的技术。
量子存储技术具有非常高的存储密度和数据加密保护能力。
目前,许多研究和实验表明,量子存储技术将成为未来存储技术的一个重要方向。
3. 光控晶体存储器光控晶体存储器是一种基于光控晶体的新型存储器,它可以在纳秒级别的时间内进行存储和读取。
光控晶体存储器具有高速率和高存储密度的优点。
三、光电存储技术的发展趋势在未来的几年里,光电存储技术将呈现出以下几个发展趋势:1. 高速度的读写随着光电存储技术的不断发展,其读写速度将不断提高。
这将意味着更快的数据传输速度和更高的数据存储速度。
2. 更高的存储密度光电存储技术具有更高的存储密度,未来的发展将带来更高的存储容量和更小的存储空间。
3. 市场规模扩大光电存储技术的应用领域将逐渐扩大,包括云存储、机器学习、自动驾驶等领域。
光电存储技术的市场规模将随着需求而不断扩大。
4. 更加稳定的存储形式光电存储技术将成为一种非易失性存储技术,即使断电也能保留数据。
光电信息处理技术的最新进展

光电信息处理技术的最新进展在当今科技飞速发展的时代,光电信息处理技术作为一门关键的交叉学科,正以前所未有的速度不断创新和进步。
从通信领域到医疗成像,从工业检测到航空航天,光电信息处理技术的应用无处不在,为我们的生活带来了巨大的改变。
光电信息处理技术的核心在于对光信号的获取、传输、处理和存储。
近年来,在光信号获取方面,新型的光电探测器不断涌现。
这些探测器具有更高的灵敏度、更快的响应速度和更宽的光谱响应范围。
例如,基于量子点的光电探测器在近红外波段表现出色,能够实现对微弱光信号的高效检测,这对于夜间成像、安防监控等领域具有重要意义。
同时,基于有机材料的柔性光电探测器也取得了显著进展,为可穿戴设备和柔性电子提供了新的可能。
在光信号传输方面,光纤通信技术一直是研究的重点。
随着技术的不断突破,单模光纤的传输容量不断提升。
通过采用波分复用、偏振复用等技术,一根光纤能够同时传输多个波长和偏振态的光信号,极大地提高了通信带宽。
此外,空分复用技术也逐渐成为研究热点,通过多芯光纤或少模光纤的应用,进一步挖掘光纤的传输潜力。
为了实现更高速、更稳定的光通信,新型的光调制技术也在不断发展。
例如,基于硅基光子学的高速电光调制器,能够实现皮秒级的响应速度和低能耗的光信号调制。
光电信息处理的关键环节之一是对光信号的处理。
在这方面,数字图像处理技术与光学处理技术的融合越来越紧密。
基于数字信号处理算法的图像增强、去噪、压缩等技术不断完善,使得光电图像的质量得到显著提升。
同时,光学图像处理技术也在不断创新。
例如,利用空间光调制器实现的光学卷积运算,能够快速处理大量的图像数据,在目标识别、图像分类等领域具有广泛的应用前景。
此外,深度学习技术在光电信息处理中的应用也日益广泛。
通过训练深度神经网络,能够实现对复杂光电图像的智能分析和理解,为自动驾驶、智能安防等领域提供了强大的技术支持。
在光信号存储方面,光存储技术也在不断发展。
蓝光光盘技术已经得到广泛应用,其存储容量不断提高。
光电技术在信息技术中的应用

光电技术在信息技术中的应用随着信息技术的飞速发展,光电技术在信息技术中的应用越来越广泛。
光电技术是利用光的物理特性和电子技术相结合产生新的科学技术,在21世纪的发展中,成为了信息和通信等各个领域应用的重要技术之一。
本文将从光纤通信、光盘储存、激光打印、LED等角度,对光电技术在信息技术中的应用进行论述。
光纤通信光纤通信是光电技术在信息技术中的重要应用之一。
由于光的传输速度比电信号传输速度快得多,光纤通信实现了高速数据通信。
当前的光纤通信基础网络已经实现了200G数传速率的传输,未来还将继续提速,实现更快的传输速率。
另外,由于光纤通信传输中不需要使用金属导线,信号传输中不会有电磁波干扰,因此提供了更稳定的信号传输环境。
这使得光纤通信成为大规模数据传输、视频直播等各类要求传输稳定、速度快的数据传输方式的首选。
光盘储存光盘储存是另一个光电技术在信息技术中的重要应用。
以DVD和Blu-ray Disc为代表的光盘储存技术,依靠激光器通过磁盘表面的小凹槽来读取和写入信息。
这种高密度、大容量、实时可读取、可擦写的储存方式,被广泛用于电视节目、音频、游戏等多种信息的储存和传播中。
值得一提的是,由于Blu-ray Disc的容量比DVD大5-10倍,未来光盘储存技术仍将不断拓宽数据存储范畴。
激光打印激光打印机是光电技术在信息技术中的重要应用之一。
激光打印机依靠激光技术,可以深入打印纸张表面,实现打印图像密度高、线条锐利、清晰度高的效果。
而传统的碳粉打印机的图像效果往往呈现出模糊、过于浓厚甚至印刷粗糙的现象。
另外,激光打印机往往速度更快,使用寿命更长,成本更低。
LEDLED是一种高效节能的照明光源,广泛应用于建筑照明、道路照明、数码显示、背光源、交通信号等领域。
相比于传统的灯泡,LED具有更长寿命,更省电、更安全,还可以根据需要控制颜色、亮度、呼吸效果、闪烁效果等特定的效果,可以给人带来更舒适的视觉体验。
在不断绿色环保、发展节能新能源等政策背景下,LED技术将愈发被广泛应用。
光电技术在信息存储中的应用

光电技术在信息存储中的应用一、引言信息存储是现代社会中不可或缺的重要技术,随着科技的飞速发展,信息存储技术也在不断创新和改进。
光电技术作为一种快速、高效的信息存储手段,正在被广泛应用于各个领域。
本文将深入探讨光电技术在信息存储中的应用,并分别从光纤通信、光盘存储和光存储器三个方面展开讨论。
二、光纤通信中的光电技术光纤通信是一种利用光信号传输数据的通信方式,它利用光电技术将信息以光的形式传送,并通过光纤进行传输。
光纤通信具有传输速度快、容量大、抗干扰能力强等优点。
光电技术在光纤通信中起到了至关重要的作用,它负责将光信号转换为电信号,并通过解码器进行解码。
光纤通信的发展极大地推动了信息存储的进步。
三、光盘存储中的光电技术光盘存储是一种常用的信息存储方式,广泛应用于音视频资料的存储和传输。
光盘存储利用了光电技术中的激光读取原理,通过激光束的照射和反射,将信息记录在光盘上。
对于CD、DVD 等光盘,光电技术可用来读写数据、播放音视频,还可以对数据进行复制和存储。
光盘存储在信息存储中起到了重要的角色,具有存储容量大、寿命长、抗腐蚀等特点。
四、光存储器在信息存储中的应用光存储器是一种新型的信息存储技术,它利用光的特性来存储和读取数据。
光存储器具有读写速度快、可擦写、保存时间长等优点,已经广泛应用于计算机存储和数字存储领域。
光存储器采用了光电技术中的激光写入和读出原理,通过激光束的照射和反射来存储和获取信息。
光存储器可以大大提高数据的读写速度和存储容量,为信息存储带来了革命性的突破。
五、光电技术在信息存储中的未来发展趋势随着科技的不断进步,光电技术在信息存储中的应用将迎来更大的发展空间。
未来,随着光通信技术的进一步成熟,光电技术将能够实现更快速、更高效的数据传输。
在光盘存储领域,随着高清音视频的普及,光电技术将不断升级,使光盘存储容量和传输速度进一步提升。
此外,光存储器作为一种新兴的存储技术,将会在未来得到更广泛的应用,带来更多创新和突破。
前沿光电储能技术研究与应用

前沿光电储能技术研究与应用光电储能技术是一种利用光能转化为电能并进行储存的技术。
近年来,随着能源需求的不断增长和对可再生能源的追求,光电储能技术得到了广泛的研究和应用。
本文将介绍当前前沿的光电储能技术研究和应用,并探讨其在能源领域的潜力。
随着光伏发电的快速发展,光电储能技术作为可再生能源的重要组成部分,逐渐引起了人们的关注。
光电储能技术的基本原理是将太阳能转化为电能,并将电能储存起来以供后续使用。
光电储能技术的核心在于光伏电池的设计和性能提升。
光伏电池通过光电效应将太阳能转化为直流电能,并将其存储在电池中。
前沿的光电储能技术研究主要包括光伏电池的材料研究、结构设计和效能提升。
在材料研究方面,科学家们正在努力寻找更高效的光伏材料,以提高光电转换的效率。
例如,钙钛矿太阳能电池是一种新型的高效光伏材料,具有优异的光吸收和载流子传输性能,被认为是未来光电储能技术的重要突破口。
此外,结构设计也是光电储能技术研究的重要方向之一。
光伏电池的结构设计可以影响到其光吸收、电荷分离和电流传输等指标。
针对这些问题,科学家们通过改变光伏电池的电极结构、光学膜层的设计以及界面工程等手段,来提高光伏电池的效率和稳定性。
效能提升是光电储能技术研究的另一个重点。
光伏电池的效能主要包括光电转换效率和稳定性。
科研人员通过进一步研究光伏电池的发光机制、缺陷控制和电池封装等技术,以提高光伏电池的效果和延长其使用寿命。
光电储能技术不仅在科研领域得到了广泛的研究,也在工业和民用领域展示了巨大的应用潜力。
在工业领域,光电储能技术可以用于大规模的能源供应和储备。
光伏发电场和光伏电站的建设可以有效利用太阳能,并解决能源短缺问题。
而在民用领域,光电储能技术可以应用于家庭、商业和社区的能源供应。
通过将光伏电池与储能设备结合起来,可以实现独立供电和应急备用电源,降低能源消耗和排放。
光电储能技术的研究和应用还面临着一些挑战。
首先,光伏电池的效率问题仍然是亟待解决的难题。
光电材料在能源转换和信息存储中应用前景分析

光电材料在能源转换和信息存储中应用前景分析引言:光电材料是指能够将光能转化为电能或将电能转化为光能的材料。
随着能源危机和信息技术的不断发展,光电材料在能源转换和信息存储领域的应用前景备受关注。
本文将就光电材料在能源转换和信息存储中的各个方面进行分析和探讨。
一、光电材料在能源转换中的应用前景1.1 太阳能电池太阳能电池是目前最常用的光电能量转换设备之一。
光电材料在太阳能电池中起到关键作用,可以将光能转化为电能。
例如,硅、硒化镉、钒氧化物等材料,在太阳能电池中具有优良的光电转换效率,且具备较高的稳定性和可靠性。
因此,光电材料在太阳能发电领域的应用前景广阔。
1.2 光电催化光电催化是一种利用光电材料将光能转化为化学能的过程。
通过该过程,光电材料能够催化水分子的分解,产生氢气或氧气,从而提供清洁的能源或用于制备高附加值化学品。
光电材料中的二氧化钛、氧化锌和氮化硼等具有优异的光电催化性能,被广泛应用于环境净化、燃料电池以及有机合成等领域。
1.3 光伏隔热材料光伏隔热材料可以提高太阳能电池的光电转换效率。
通过这类材料,可以有效地减少太阳能电池在长时间照射下的温度上升。
这有助于提高太阳能电池的功率输出,并延长其使用寿命。
而光伏隔热材料中的七氟丙烯、硅氧烷和石墨烯等,具有优异的隔热性能,能够为光伏发电系统提供更加高效的能源转换。
二、光电材料在信息存储中的应用前景2.1 光存储器光存储器是一种利用光学原理进行信息存储的设备。
光电材料在光存储器中具有重要的应用价值。
例如,光盘和蓝光光盘都是利用了光电材料的光学性质进行信息的读写。
随着光电材料技术的发展,光存储器的容量和读写速度不断提高,使得其在信息存储领域具备更广阔的应用前景。
2.2 光纤通信光纤通信是一种基于光电材料的高速信号传输技术。
光电材料的发展和不断创新,使光纤通信系统的传输速率大幅提升。
例如,铟镓砷和磷化铟等光电材料,在光纤通信中被广泛用于制作高速、低损耗的光电器件。
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论光存储技术班级:姓名:学号:2013.10.8目录摘要---------------------------------------------------------------------- 关键词---------------------------------------------------------------------- 引言----------------------------------------------------------------------一、光存储技术的原理及特点---------------------------------------二、光存储技术的分类-----------------------------------------------三、光存储技术的发展及前景----------------------------------------- 参考文献论光存储技术辽宁科技大学应用物理系 2010级指导老师:王颖摘要伴随信息资源的数字化和信息量的迅猛增长,对存储器的存储密度、存取速率及存储寿命的要求不断提高。
在这种情况下,光存储技术应运而生。
光存储技术具有存储密度高、存储寿命长、非接触式读写和檫出、信息的信噪比高、信息位的价格低等优点。
关键词存储;信息;容量;介质引言信息资料迅速增长是当今社会的一大特点。
据统计,科技文献数量大约每7年增加1倍,而一般的情报资料则以每2年~3年翻一番的速度增加。
大量资料的存储、分析、检索和传播,迫切需要高密度、大容量的存储介质和管理系统。
磁存储和光存储作为当今数据存储的两种常用方式,具有各自的特点。
磁存储应用较早,适合与计算机联用,信息存取方便、可靠,技术相对成熟,得到了广泛的应用;光存储的发展及应用则是随着激光技术的发明,步入了高密度光学数据存储的新阶段,指明了未来数据存储的新方向。
一、光存储技术的原理及特点1.光存储的概念及其基本原理光存储技术是用激光照射介质,通过激光与介质的相互作用使介质发生物理、化学变化,将信息存储下来的技术。
其基本物理原理是:存储介质受到激光照射后,介质的某种性质(如反射率、反射光极化方向等)发生改变,介质性质的不同状态映射为不同的存储数据,存储数据的读出则通过识别存储单元性质的变化来实现。
作为光储存方式,已有近百年的发展历史。
常见的照相术就是最早的光存储技术。
无论是胶片感光灵敏度、分辨率、色彩,还是照相仪器,都取得了长足的进步,不仅能拍摄静止景物,还能通过电影、电视将活动图像记录和再现。
然而,包括全息照相在内的照相术,都属于模拟光存储范畴,它在存储容量、存储密度及传输速率等方面都受到一定限制。
随着信息社会的发展,特别是激光的出现和计算机的日益普及,数字光储技术开始兴起,数字光盘的诞生成为存储技术的一项重大突破。
下图1示出数字光盘存储的基本原理。
图1 数字光盘存储基本原理在实际操作中,一般用电脑来处理信息,因为电脑只能识别二进制数据,所以要在存储介质上面储存数据、音频和视频等信息,首先要将信息转化为二进制数据。
现在常见的CD光盘、DVD光盘等光存储介质,与软盘、硬盘相同,都是以二进制数据的形式来存储信息的。
写入信息时,将主机送来的数据经编码后送入光调制器,使激光源输出强度不同的光束,调制后的激光束通过光路系统,经物镜聚焦然后照射到介质上,存储介质经激光照射后被烧蚀出小凹坑,所以在存储介质上,存在被烧蚀和未烧蚀两种不同的状态,这两种状态对应着两种不同的二进制的数据。
聚焦光束人射到光盘上,如果光盘上已经存在记录信息,反射光的特征,例如,光强、光的相位或者光的偏振状态将发生某种变化,通过电子系统处理可以再现原始记录的数据信息,这就是光盘的基本读出过程。
具体来说,就是读取信息时,激光扫描介质,在凹坑处由于反射光与入射光相互抵消入射光不返回,而在未烧蚀的无凹坑处,入射光大部分返回。
这样,根据光束反射能力的不同,就可以把存储介质上的二进制信息读出,然后再将这些二进制代码转换成为原来的信息。
另外,可擦写光盘的存储介质为使光照点的结晶态发生变化,即相变型介质。
而磁光存储材料的光盘的存储介质则是产生磁化方向的改变,从而记录或删除信息。
2.光存储的主要特点光盘存储的主要特点如下:(1)记录密度高、存储容量大。
(2)光盘采用非接触式读写,光学读写头与记录盘片间通常有大约2mm的距离。
这种结构带来了一系列优点:首先,由于无接触,没有磨损,所以可靠性高、寿命长,记录的信息不会因为反复读取而产生信息哀减;然后,记录介质上附有透明保护层,因而光盘表面上的灰尘和划痕,均对记录信息影响很小,这不仅提高了光盘的可靠性,同时使光盘保存的条件要求大大降低;其次,焦距的改变可以改变记录层的相对位置,这使得光存储实现多层记录成为可能;最后,光盘片可以方便自由的更换,并仍能保持极高的存储密度。
这既给用户带来使用方便,也等于无限制的扩大了系统的存储容量。
(3)激光是一种高强度光源,聚焦激光光斑具有很高的功率,因而光学记录能达到相当高的速度;(4)易于和计算机联机使用,这就显著地扩大了光存储设备的应用领域;(5)光盘信息可以方便地复制,这个特点使光盘记录的信息寿命实际上为无限长。
同时,简单的压制工艺,使得光存储的位信息价格低廉,为光盘产品的大量推广应用创造了必要的条件。
二、光存储技术的分类2.1 三维体存储技术三维体存储是实现超高密度信息存储的重要途径,研究领域主要集中在体全息存储和光子三维存储两个方面。
2.1.1体全息存储体全息数据存储机理为:待存储的数据(数字或模拟)经空间光调制器(SLM)被调制到信号光上,形成一个二维信息页,然后与参考光在记录介质中干涉形成体全息图从而完成信息的记录读出时使用和原来相同的参考光寻址,可以读出相应地存储在晶体中的全息图。
利用体全息图的布拉格选择性,改变参考光的入射角度或波长,就可在一个单位体积内复用多幅图像,实现多重存储,达到超高密度存储的目的。
全息存储具有以下特点:(1)存储密度高、容量大:在可见光谱中存储密度可达1012bits/cm3;(2)数据冗余度高:全息记录是分布式的,存储介质的缺陷和损伤只会使所有信号的强度降低,而不致于引起数据丢失;(3)数据传输速率高:信息以页为单位,并行读写,从而达到极高的数据传输率。
目前采用多通道并行探测阵列的全息存储系统,数据传输率有望达到1Gbyte/s;(4)寻址速度快:参考光可采用声光、电光等非机械式寻址方式,数据访问时间可降至亚毫秒范围或者更低;(5)存储寿命长:存储介质记录的信息可以保持30年以上。
2.1.2 光子三维存储存储材料中的激活中心,在光激发下使电子产生跃迁而达到光存储的目的,称光子存储。
它是一种不经过材料吸收光子后产生热效应阶段而形成的光存储,区别于目前一般应用的光热存储方式。
主要研究包括光谱烧孔存储和双光子吸收三维存储。
1.光谱烧孔存储固体机制中的掺杂分子由于局域环境的差异出现能级的非均匀加宽。
当用窄频带激光照射后,在掺杂分子吸收带内,在激光频率处出现吸收的减小,这种现象称为光谱烧孔。
该烧孔可以用相同频率的激光读出。
由于可通过改变激光频率在吸收带内烧出多个孔,即利用频率维变量来记录信息,从而可以在一个光斑存储多个信息。
2.双光子吸收三维存储双光子吸收三维记录的基本原理是:两种光子同时作用于某种介质时,能使介质的原子中某一特定能级上的电子激发至另一稳态,并使其光学性能发生变化,若使两个光束从两个方向聚焦至材料的空间同一点时,便可实现三维空间的寻址与读写。
利用材料折射率、吸收度、荧光或电性质的改变来实现存储,能实现T bits/cm3的体密度,可达到4MB/s的传输率。
双光子吸收三维存储原理基于能级的跃迁,材料的响应时间可达到皮秒量级,能够实现高密度体存储,理论上的分辨率可达到分子尺度。
但由于大多数材料的双光子吸收截面很小限制了其应用,因而要使双光子三维存储走向实用化,就必须开展对存储材料的研究。
2.2 介质多阶光存储有多种介质可以用来实现多阶光存储。
在电子俘获多阶技术中的光盘的记录层中掺杂有两种稀土元素,当第一种掺杂离子吸收短波长激光的光子后,其电子被激发到高能级状态,该电子可能被第二种掺杂离子“俘获”,实现数据的写入。
用另一长波长激光( 例如红光) 将俘获的电子释放到原来的低能级状态,存储的能量以荧光的形式释放出来,由于发出的荧光强度与俘获的电子数量成比例,同时也与写入激光的强度成比例,该写入/读出过程具有线性响应,使得电子俘获材料适用于数字光存储。
电子俘获光存储的反应速度快,可以实现ns时间的读写。
2.3 近场光学存储技术近场光学存储采用的是近场光,它是由记录介质与光源在小于半波长量级的距离时获得的隐失光。
隐失光为非传输光,当距离超过波长量级时迅速衰减到接近于零。
近场光学存储的基本原理就是通过亚波长尺寸的光学头和亚波长尺寸的距离控制,实现亚波长尺寸的光点记录。
只要将光学存储介质放在近场光学显微镜中,保持光学探针与存储介质的距离在近场范围内,则在存储介质中形成的记录点尺寸就可能在亚波长量级内,从而克服衍射极限,实现高密度存储。
与其它超高密度存储方法相比,近场光学存储主要有以下优点:(1)高密度、大容量:读写光斑小,大大提高了存储的密度,使得存储容量有了很大提高。
随着近场光存储技术的进一步完善,还可以获得比较高的数据传输速率;(2)可充分利用已有存储技术,如硬盘驱动器中的空气悬浮磁头技术和光盘存储中的光头飞行技术,而不必另外再去进行新的系统设计与开发,因而有助于减低产品的价格,增加竞争优势。
三、光存储技术的发展及前景记录密度高是光存储技术最突出的特点,也是用作计算机外设最具吸引力的方面。
但是随着科学技术的发展和制造工艺的改善,磁记录技术也在不断取得新的进展。
目前,与磁盘相比,光盘单机的存储容量已无绝对优势,而存取速度差距并无明显缩小。
因此,提高记录密度,从而提高光存储的容量,以及提高读写速度是光存储技术研究工作的主要方向。
而全息体存储、蓝光存储以及基于超分辨率近场结构存储是主要的研究方向。
其中,蓝光技术作为第三代光存储技术,即将成为数字视频传播等领域的主流技术。
从长远来看,只有将蓝光技术进行扩展,即与多阶、超分辨近场结构、多波长等技术相结合才能进一步扩大存储容量,适应未来发展的需要。
光存储的发展趋势是:从二维光存储到多维光存储,从光热存储到光子存储,从远场光学存储到近场光学存储。
具体发展方向主要着重于以下几个方面:(1)进一步缩小记录单元是发展高密度光存储的有效途径,最具代表性的就是超分辨率近场结构存储。
(2)采用数字式记录作为最基本和最有效的记录方式;(3)采用并行读写逐步代替串行读写,从而提高数据的读取传输率。