光存储技术的现状及发展趋势
光存储技术发展现状及展望

光存储技术发展现状及展望随着科技的快速发展,信息存储需求日益增加,光存储技术作为未来存储技术的发展方向之一,受到了广泛。
本文将概述光存储技术的现状、重要性,并展望其未来发展方向。
光存储技术是指利用光学原理进行信息存储的技术。
目前,光存储技术主要包括光盘、光磁复合存储、全息存储、光学头阵列存储和光子晶体存储等多种技术。
其中,光盘是最常用的光存储技术,包括CD、DVD和蓝光光盘等格式。
光磁复合存储则将光学和磁学技术相结合,实现高密度、快速和大容量存储。
全息存储则通过记录光场的全息图像来实现信息的存储,具有高密度、快速和大容量存储的潜力。
近年来,光存储技术取得了显著的进展。
例如,光子晶体存储和光学头阵列存储等新兴技术的出现,为实现更高密度的光存储提供了可能。
在光存储材料方面,研究人员也在不断探索新型的光学材料和器件,以提高光存储技术的性能和稳定性。
光存储技术具有许多优点,因此在信息存储和未来发展中具有重要应用价值。
光存储技术具有高密度、快速和大容量存储的潜力,可以实现海量信息的存储和管理。
光存储技术对信息的安全性和可靠性较高,可应用于重要信息的长期存储和备份。
光存储技术还具有环保、低能耗等优势,符合绿色可持续发展的要求。
未来,随着大数据、云计算、人工智能等技术的不断发展,光存储技术在以下领域将具有更加广泛的应用:云计算:在云计算中心,光存储技术可实现高速、大容量数据存储和备份,提高云计算的效率和可靠性。
人工智能:在人工智能领域,光存储技术可应用于智能处理和决策系统中,实现高速、高精度的信息读写和处理。
医疗保健:在医疗保健领域,光存储技术可用于医学影像、生物样本等的存储和管理,提高医疗保健的质量和效率。
能源领域:在能源领域,光存储技术可实现太阳能的高效利用和储存,推动可再生能源的发展。
未来,光存储技术将面临更大的挑战和机遇。
以下是一些主要的发展方向:提高存储密度:进一步缩小光存储单元的尺寸,提高信息存储密度是光存储技术的重要发展方向。
光存储技术的发展趋势与未来应用展望

光存储技术的发展趋势与未来应用展望随着科技的不断发展,以及大数据、人工智能等技术的迅速崛起,存储技术的重要性也逐渐凸显出来。
现在市面上的存储设备多种多样,从传统的机械硬盘到固态硬盘,再到最近几年兴起的全闪存存储等等。
但是,在众多存储技术中,光存储技术也许是最具潜力的一个。
所谓光存储技术,就是利用激光等光源对材料进行刻写,读取和擦写的一种存储方式。
与传统的机械硬盘和固态硬盘相比,光存储的容量更大、速度更快、寿命更长、安全性更高,而且还能实现数据的非接触式读取。
因此,在未来的数码时代,光存储技术将有着广泛的应用前景。
下面,我们就一起来看看光存储技术的发展趋势以及未来应用展望。
一、光存储技术的发展趋势1.高密度存储。
随着社会的信息化程度不断提高,数据量也在不断增加。
在这种情况下,光存储技术的发展势头十分强劲,高密度存储是其中一个方向。
据统计,目前已经有企业在开发超过1TB的光盘,而且这种高密度光存储还有望实现动态存储和可重复写入等功能。
2.快速读写。
在机械硬盘和固态硬盘的读写速度不断提升的情况下,光存储也在向更快的方向发展。
未来的光存储技术或许能够实现GB/s级别的极速读写,进一步提高存储效率和响应速度,满足大规模数据存储和处理的需求。
3.低成本。
尽管光存储的存储密度和速度都非常优异,但是目前的光存储产品仍然比较昂贵。
因此,未来光存储技术的发展趋势之一就是降低成本。
例如采用更便宜的材料、更简单的制造工艺和更先进的生产流程,借此来迎合市场的需求,走向更广泛的用户群体。
二、光存储技术的未来应用展望1.高清储存。
在视频流媒体时代,高清画质已经成为一种标配。
而为了保证高清画质的储存和播放,以及缩短解码时间,光存储技术就显得尤为重要。
未来,光存储设备或许可以实现更大容量、更高速度的高清视音频数据储存和传输,更好地满足人们对高清体验的需求。
2.大数据存储。
在大数据时代,海量数据的存储和处理成为了一个巨大的挑战。
而光存储技术的高密度储存能力和快速读写速度,可以更好地满足大规模数据存储的需求。
2023年光存储行业市场规模分析

2023年光存储行业市场规模分析光存储是信息存储的一种新技术,是近年来由于数据量不断增大和存储方式受限的需求而发展起来的一种存储方式,被广泛应用于企业、政府、医疗、教育、金融等行业。
一、光存储行业的市场发展现状近年来,随着信息时代的不断发展和互联网的普及,数字化产业得到了加速发展和广泛普及,光存储技术也得到了广泛应用。
在持续受到科技创新和产业结构升级的推动下,光存储行业市场规模正呈现出快速增长的趋势。
据国际研究机构Technavio发布的2019年光存储市场研究报告显示,全球光存储市场规模在2018年达到了19.9亿美元,预计到2023年将增长至33.5亿美元,复合年增长率为10.86%。
同时,光存储技术的应用范围也不断扩大,尤其是在医药、金融、航空航天等高端行业中应用广泛,为光存储行业带来新的机遇。
二、光存储行业市场特点1. 技术成熟度不断提升光存储技术传统上被认为是高端存储技术,因为其内含技术成本高,面向多种应用场景和大规模应用的复杂性,限制了其在一般商业环境中的广泛应用。
但是,随着相关技术逐渐成熟,光存储的成本正在逐步降低。
2. 应用场景多元化光存储技术被广泛应用于各种行业领域,涉及电影制作、地质勘探、航空航天、医疗、金融等众多领域,其应用场景多元化,使得光存储行业的发展空间非常广阔。
3. 竞争格局不断优化光存储行业市场规模的增长也吸引了众多企业的关注,目前市场上的企业大部分都是光存储技术公司,竞争激烈。
然而,随着竞争格局的不断优化,行业内企业的差异化、高端化发展将逐渐形成。
三、光存储行业市场未来趋势1. 硬件成本不断降低光存储行业技术不断进步,硬件成本逐渐降低,进一步促进了光存储技术的应用,特别是在数据中心环节。
2. 云存储市场规模加速扩大随着云计算技术的快速发展,云存储市场规模也在迅速扩大。
在这种背景下,光存储技术将成为云存储市场的新趋势。
3. 光存储技术不断升级光存储技术在未来会随着纳米科技和新型材料的逐渐应用而不断升级,使得光存储技术具有更强的商业竞争力和更高的应用价值。
2023年光存储行业市场分析现状

2023年光存储行业市场分析现状光存储(Optical data storage)是一种利用激光光束将数字信息存储到光盘、DVD、蓝光光盘等介质上的技术。
它的出现使得数字化信息的存储更加方便、快速和可靠。
光存储行业市场分析的现状主要包括以下几个方面:首先,光存储的市场规模逐年扩大。
随着数字化时代的到来,人们对大容量、高速度、稳定性和可靠性的存储需求不断增加。
光存储技术可以满足这些需求,因此在市场上得到了广泛应用。
据统计,光存储市场规模从2016年的400亿美元增长到2020年的600亿美元左右。
其次,光存储行业市场竞争激烈。
光存储技术的发展引发了各个厂商之间的激烈竞争。
传统的光盘和DVD厂商面临着蓝光光盘和闪存等新技术的冲击,市场份额不断下降。
同时,一些科技巨头如索尼、三星和松下等也加入了光存储行业,增加了市场竞争的激烈程度。
再次,光存储技术不断创新。
光存储技术的创新是光存储行业市场发展的关键驱动力之一。
随着科技的进步,新一代的光存储技术不断涌现。
例如,蓝光光盘相对于传统DVD具有更大的存储容量和更高的读写速度,因此被广泛应用于高清晰度影片的存储。
另外,随着云计算和大数据时代的到来,对于大容量、高速度、长期保存的存储需求也在不断增加,这为光存储技术的创新提供了更广阔的市场空间。
最后,光存储技术的应用范围不断扩大。
光存储技术不仅仅用于娱乐和影视存储领域,还广泛应用于数据中心、医疗、金融、航天等领域。
随着物联网、人工智能等新兴领域的迅猛发展,对于大容量、高速度、稳定性和可靠性存储的需求也在迅速增加,光存储技术有望在这些领域发挥更大的作用。
总结来说,光存储行业市场分析的现状表明,光存储技术已经成为数字化时代的重要存储方式之一。
随着市场规模的扩大、竞争的加剧、技术的不断创新和应用范围的扩大,光存储行业市场具有较大的发展潜力。
然而,光存储行业市场也存在一些挑战,如技术更新换代速度快、设备成本高等问题,需要行业各方共同努力来推动行业的发展。
新一代光存储技术的发展趋势

新一代光存储技术的发展趋势随着云计算、大数据和人工智能的快速发展,计算机工作负载越来越大,对存储器的要求也越来越高效、高密度和高速度。
传统的磁存储介质已经无法满足当前的存储需求,因此,新一代光存储技术应运而生,成为帮助人们应对存储需求的一个重要解决方案。
本文将探讨新一代光存储技术的发展趋势,并对未来的发展做出预测。
一、背景光存储技术指的是利用光来读写数据的存储技术,与传统的磁存储介质不同,光存储技术具有更大的存储密度、更高的读写速度和更长的寿命。
目前,市面上已有如CD、DVD、蓝光存储等产品,但是它们已经不能满足当前存储需求,需要新的光存储技术来应对。
二、新一代光存储技术发展趋势1. 全息存储技术全息存储技术是一种三维光存储技术,它采用全息图形将信息存储在介质中。
相比于二维存储技术,全息存储技术具有更高的存储密度和更快的读取速度。
此外,全息存储的存储介质也更加稳定,能够长期保存数据。
全息存储技术目前已经应用于图书馆、档案馆等地方的资料存储,未来还有更广阔的应用前景。
2. 光纤存储技术光纤存储技术是一种将信息存储于光纤中的技术。
它具有极高的存储密度和超快的读取速度,是当前最先进的光存储技术之一。
此外,光纤存储技术还具有更强的抗干扰能力和更长的寿命。
未来,这种新型存储技术有望被广泛应用于云计算、人工智能等领域。
3. 拓扑量子光存储拓扑量子光存储技术是一种全新的光存储技术,涉及到量子计算、量子通信和量子网络等领域。
它利用了拓扑结构的优势,可以将拓扑态信息存储在介质中。
相比于传统的光存储技术,拓扑量子光存储技术具有更强的稳定性、更高的安全性、更大的存储容量和更快的读写速度。
这种全新的光存储技术有望被应用于金融、能源、电子商务等领域。
三、未来发展趋势未来,新一代光存储技术将会呈现以下几个发展趋势:1. 存储密度将会进一步提高,存储容量将会越来越大。
2. 读写速度将会不断加快,读写延迟将会进一步缩短。
3. 存储器的可靠性和稳定性将会得到进一步提升,寿命将会更长。
2024年光存储市场环境分析

2024年光存储市场环境分析1. 引言光存储是一种使用光学技术进行数据存储的方法,它具有较大的存储容量、较快的读写速度和较低的能耗。
随着科技的不断进步和信息量的快速增长,光存储市场正逐渐展现出巨大的发展潜力。
本文将对光存储市场的环境进行分析,包括市场规模、竞争态势、发展趋势等方面。
2. 市场规模光存储市场的规模在近年来呈现稳步增长的趋势。
传统的磁性存储设备因其容量受限、速度较慢和易受磁场干扰等问题,逐渐为光存储所取代。
根据市场研究公司的数据,全球光存储市场在2019年的规模为100亿美元,并预计在未来五年内将以每年10%的复合增长率增长。
3. 竞争态势光存储市场存在着激烈的竞争态势。
目前,市场上存在着多家光存储技术领先的相关企业,如企业A、企业B和企业C等。
这些企业在光存储领域积累了丰富的技术经验和专利,并在市场上享有良好的声誉。
此外,一些传统存储设备企业也开始进军光存储市场,增加了市场竞争的激烈程度。
4. 市场驱动因素光存储市场的发展受到多个因素的驱动。
首先,信息技术的高速发展和云计算的兴起导致数据量的迅速增长,这为光存储设备提供了巨大的市场需求。
其次,光存储设备具有较高的存储密度和读写速度,这使得它在数据中心、大规模计算等应用中具有重要的地位。
此外,光存储设备在能耗方面相对较低,能够满足节能环保的需求。
5. 发展趋势光存储市场在未来将呈现出以下几个发展趋势。
首先,光存储设备的存储容量将不断提升,有望实现更高的存储密度。
其次,随着光学技术的不断进步,光存储设备的读写速度将进一步提高,从而更好地满足大规模数据存储和访问的需求。
另外,光存储设备将更加注重智能化和便捷化的设计,方便用户的使用和管理。
6. 总结光存储市场具有广阔的发展前景和巨大的商业价值。
其规模不断扩大,竞争态势激烈,受到多个市场驱动因素的推动。
未来,光存储设备将不断发展,提高存储密度和读写速度,并向智能化和便捷化的方向发展。
随着光存储技术的不断进步和应用领域的不断拓展,光存储市场有望成为存储设备市场的重要组成部分。
2024年光存储市场调研报告

2024年光存储市场调研报告1. 背景介绍随着信息量的爆炸式增长和数据存储需求的不断增加,存储技术市场一直处于高速发展的状态。
在传统存储技术如硬盘驱动器(HDD)和固态硬盘(SSD)的基础上,光存储技术作为新兴存储技术备受瞩目。
本报告旨在对光存储市场进行调研,评估其潜力和前景。
2. 光存储技术概述光存储技术是一种基于光学原理的数据存储方式,利用激光将数据以光的形式写入、读取和擦除。
相比传统存储技术,光存储技术具有以下优势:•高密度存储:光存储技术在存储介质中可以实现更高的存储密度,能够有效存储大量数据。
•长期稳定性:光存储介质具有较长的数据保存时间,并且不易受到外界磁场和温度的干扰。
•高速读写:光存储技术具有较快的数据读写速度,能够满足高速数据处理的需求。
3. 光存储市场现状目前,光存储市场仍处于初级阶段,但随着技术的不断进步和成本的下降,市场前景广阔。
以下是光存储市场的现状:3.1 主要应用领域光存储技术在多个领域具有广泛应用潜力,主要应用领域包括但不限于:1.影音娱乐业:光存储技术能够满足高清视频和音频的存储需求,为电影、音乐等娱乐内容提供高质量的存储解决方案。
2.数据中心:光存储技术的高密度存储和高速读写特性使其成为数据中心存储系统的理想选择。
3.高性能计算:科学计算和人工智能等领域对存储速度和容量的需求不断增加,光存储技术能够满足这些需求。
3.2 市场发展趋势光存储市场未来的发展趋势主要体现在以下几个方面:1.技术创新:随着技术的进步,光存储技术将不断完善,提高存储密度和读写速度,同时降低成本,进一步拓展其应用领域。
2.市场竞争:光存储技术的崛起将与传统存储技术产生竞争,各大企业将加大研发和市场投资力度,争夺市场份额。
3.产业合作:光存储技术作为新兴技术,需要产业链上各环节的合作,包括光存储介质、激光器、读写设备等关键技术和设备的研发与生产。
4. 市场前景与挑战光存储技术市场具有广阔的发展前景,但也面临一些挑战:4.1 市场前景光存储技术作为一种高密度、长期稳定、高速读写的存储方式,将逐渐替代传统存储技术,具有巨大的市场潜力。
信息光学中的光存储技术发展现状及趋势

信息光学中的光存储技术发展现状及趋势信息光学是光学科学与信息技术的交叉学科,旨在利用光学原理和技术实现信息的存储、处理和传输。
光存储技术是信息光学中的一个重要研究方向,通过利用光的特性进行高密度、高速度、大容量的信息存储,已经成为信息存储领域的研究热点。
本文将探讨信息光学中的光存储技术的发展现状及趋势。
一、光存储技术的发展现状1. 光存储介质的研究光存储技术的核心是对存储介质的研究,目前主要有两种类型的光存储介质:光致变色材料和光敏材料。
光致变色材料如聚合物、非晶半导体等,可以通过光照改变其物理状态,实现信息的存储与擦除。
光敏材料如银盐、硒化镉等,通过光照引起化学反应,实现信息的写入与读出。
近年来,随着纳米技术的发展,纳米颗粒材料也逐渐被引入光存储技术,其具有更高的密度和更长的寿命。
2. 存储容量的提升随着科技的进步,存储容量的提升一直是光存储技术研究的焦点之一。
目前,研究人员通过改进存储介质的结构和性能,以及提高激光器的功率和调制技术,取得了一系列的进展。
光存储技术的存储容量已经从最初的几百兆字节提升到了几百兆兆字节,相比传统存储技术有着巨大的优势。
3. 存储速度的提升存储速度的提升是光存储技术另一个重要的研究方向。
传统的光存储介质需要通过激光器进行光照,写入和读出信息需要一定的时间,限制了存储速度的提升。
为了解决这个问题,研究人员正在探索新的存储介质和存储机制,如非线性光存储和超快光学存储等,以实现更快速的信息存储。
二、光存储技术的发展趋势1. 全息存储技术的应用全息存储技术是光存储技术的一种重要应用,其通过将信息以全息图像的形式记录在媒介中,实现了超高密度和大容量的信息存储。
未来,随着光学技术和可计算材料的不断发展,全息存储技术有望实现更高的存储容量和更快的存取速度,成为光存储技术的主流方向之一。
2. 光存储与云计算的结合随着云计算的兴起,对存储容量和存储速度的要求越来越高。
光存储技术的高密度和高速度优势,使其与云计算技术的结合成为可能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
光存储技术的现状及发展趋势0 引言信息资料迅速增长是当今社会的一大特点。
有人统计,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。
1 传统磁存储理论及应用人类很早就知道某些物质具有铁磁性。
近代的研究结果揭示了铁、钴、镍及一些稀土元素存在的能够在外部磁场中磁化并保持磁化状态的磁性现象称为铁磁性,铁磁性名称的由来是因为铁是具有铁磁性物质中最典型也是最常见的铁磁性物质的组成原子一般都具有不满的电子层。
某些组成部分的原子不是铁磁性的合金也具有铁磁性,称为赫斯勒合金。
铁磁性物质的宏观表现一般为没有磁性,或者其磁性非常弱。
但是在一个足够强的外部磁场中,磁畴中的原子的磁矩会随着外部磁场矢量方向的变化而变化,在外部磁场消失后这些磁畴中原子的磁矩会继续保持为变化后的同一的指向。
这个同一的指向在变化后的磁场与临时的外部磁场之间的关系由磁滞曲线来描述。
虽然这个排列整齐的磁畴的总体能量并非总是最低的,但是它可以保持为非常稳定的状态。
在自然界中,铁磁性的氧化铁粒子的磁化方向能够指向它形成时的地磁场方向并且保持百万年之久。
这种磁化后的铁磁性物质能够保持永久磁化方向的特性被用来进行传统的磁存储应用[1]。
1898年荷兰的Valdemar Poulsen发明了世界上第一个磁记录设备:磁线录音机,从此,开始了传统的磁记录应用实践。
在随后的一个多世纪里面,出现了多种不同种类的磁记录设备:磁带机,磁芯存储器,磁盘等等。
虽然有大量不同的磁存储设备出现,但是磁记录的基础原理仍然是上述的铁磁性材料能够保持外磁场磁化方向的特性。
传统的磁记录的写入原理是将随时间变化的电信号转换为在线性或者旋转的铁磁性材料中的磁化强度和方向的空间变化,传统的磁记录读出原理是将分布于磁性材料中的磁化方向和强度的空间变化,通过线性或者旋转运动,利用磁电转化元件,转换为随时间变化的电信号。
不久以前,磁记录的读入还在采用经典的利用在软磁材料和线圈组成的读磁头与磁化的存储介质相对移动获得感生电流来得到存储介质上磁化强度变化的方式来进行。
但是,随着记录密度的提高(目前的硬盘记录密度已经能够达到30Gb/cm2),能够获得的感生电流的强度和信噪比已经过小,造成读入设备的误码率已经不能达到要求。
因此,新的读磁头采用了磁旋阀读出磁头或者磁致隧道效应磁头等应用量子势垒效应的读出方式。
读出器件的原理是利用随磁场强度和方向的变化导致的读出器件的电阻变化来获得随时间变化的电流信号。
利用巨磁阻效应和隧道效应的磁头是目前高容量硬盘的主要器件。
目前的磁记录这依赖于记录介质以及读、写器件的不断发展而得到。
目前容量最大的硬盘已经能做到1000~2000GB的容量,在可以预见的将来,更高数量级的存储能力也是能够实现的。
2 光存储技术的原理及特点计算机和信息产业的发展使越来越多的信息内容以数字化的形式记录、传输和存储,对大容量信息存储技术的研究也随之不断升温。
激光技术的不断成熟,尤其是半导体激光器的成熟应用,使得光存储从最初的微缩照相发展成为快捷、方便、容量巨大的存储技术,各种光ROM纷纷产生。
与磁介质存储技术相比,光存储具有寿命长、非接触式读/写、信息位的价格低等优点。
2.1 光存储的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[2]。
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[3]。
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[4]。
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迄今为止,绝大部分商品化光盘存储系统中所用的记录介质的记录机理都是热致效应。
利用从激光束吸收的能量,作为高度集中的、强大的热源,促使介质局部熔化或蒸发,通常称为烧蚀记录[5]。
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。
2.2 光存储的主要特点光盘存储的主要特点如下[6]:(1)记录密度高、存储容量大。
光盘存储系统用激光器作光源。
由于激光的相干性好,可以聚焦为直径小于0.001mm的小光斑。
用这样的小光斑读写,光盘的面密度可高达107bit/cm2~108bit/cm2。
一张CD-ROM光盘可存储3亿个汉字。
我国花了14年方才出版齐的中国百科全书共1.2×108多万字,也就是说,全部的百科全书还装不满一张CD-ROM光盘。
(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;第二,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;第二,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;第四,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。
当然,光存储技术也有缺点和不足。
光学头无论体积还是质量,都还不能与磁头相比,这影响光盘的寻址速度,从而影响其记录速度。
一般地说,光盘读写速度还比磁盘低。
而由于光盘的记录密度如此之高,盘片上极小的缺陷也会引起错误。
光盘的原生误码率比较高,使得光盘系统必须采用强有力的误码校正措施,从而增加了设备成本。
光存储存在的技术问题,有的已经或正在解决,有的成为研究的重要课题。
在科学技术不断进步的过程中,光存储的性能必将进一步完善和提高。
3 光存储技术的发展现状光存储的记录密度本质上取决于读写光斑的大小。
根据聚焦光斑的公式,提高存储密度最直接的途径就是缩短激光的波长和增大光学系统的数值孔径。
DVD就是通过这一途径实现高密度存储的技术发展。
DVD技术是目前应用最广泛的光存储技术,全方位的DVD光盘产品,涵盖了从音频到视频,从只读到可写,从家电到计算机整个光盘应用领域。
DVD格式标准与CD相比,主要的改进包括:(1)采用0. 6mm衬底,这使得它能够采用数值孔径更大的物镜;(2)信道间距和最小记录长度减小;(3)光学头物镜的数值孔径增大;(4)激光器波长更短;(5)采用更有效的编码方案。
沿着这一发展方向,2002年2月19日,光存储领域的9家知名公司在日本东京宣告建立下一代大容量光盘记录格式的参数标准,并将其命名为蓝光光盘(Blue-Ray Disc)。
蓝光光盘的记录介质采用相变材料,为可擦写光盘。
通过405nm波长的蓝紫光激光器发出激光,利用0.85数值孔径的光学头,它成功地缩小了聚焦光斑。
利用0.lmm厚度的光学保护层,可降低盘片抖晃所产生的偏差,同时使盘片能更好地读出和提高记录密度。
蓝光光盘的轨道间距为0.32μm,大约是DVD光盘的1/2,从而获得了单盘单面27GB的存储量,以及36Mbit/s的传输速度。
由于蓝光光盘采用了全球标准的“MPEG-2”传输流压缩技术,使其适用于存储高清晰度视频信息等需要大容量的内容。
与DVD的技术发展类似,蓝光技术的发展也充满了激烈的竞争。
HDVD是可以与蓝光光盘争雄的另一种基于蓝光的新一代高密度高速度光盘系列。
DVD、蓝光光盘代表了高密度光存储的主流发展技术,其主要特点是采取缩短激光的波长和增大物镜数值孔径的技术,但是这一技术发展至今所剩的空间已经不大,因此有必要寻求其他提高存储密度和数据速率的途径。
例如,利用空间三维或光的频率维进行信息存储,采用多阶存储代替目前的二阶存储,采用近场超分辨力技术取代传统的远场技术等。
3.1 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。
3.1.1体全息存储体全息存储是20世纪60年代随着光全息技术的发展而出现的一种大容量高存储密度的存储方式。
随着计算机产业的迅速发展,也由于在光电器件和全息存储材料领域的研究取得了突破,使得人们在全息存储领域获得了巨大的进展,从而也使全息存储成为超高密度光存储领域的研究热点。
一般光学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。