Новий лазерний метод дозволяє записати 500 Тб даних на скляний носій

Дослідники із Саутгемптонського університету, Великобританія, розробили новий високошвидкісний та енергоефективний лазерний метод, що дозволяє створювати високощільні матриці наноструктур в обсязі кварцового скла. Ці крихітні наноструктури, своєю чергою, можуть використовуватися в технологіях довготривалого п’ятивимірного (5D) оптичного зберігання даних, щільність зберігання яких у 10 тисяч разів перевищує щільність зберігання на оптичних дисках стандарту Blu-Ray. Кожна зі створюваних у кварцовому склі наноструктур має дві оптичні параметри, крім трьох параметрів її просторового розташування. Таким чином, цей просторовий піксель, воксел (voxel), може містити в собі відразу два біти інформації. Зараз швидкість запису інформації приблизно відповідає значенню 1 мільйона вокселів за секунду, що еквівалентно 230 кілобайтам інформації за секунду.

Для того, щоб досягти настільки високої щільності запису інформації, в що існує технологіях 5D-запису інформації використовують фемтосекундні лазери, здатні генерувати дуже короткі імпульси світла, що йдуть з великою частотою. Параметри світла цього лазера підбираються так, що імпульси створюють у кристалі кварцового скла дефект, подібну наночешуйке структуру, розміром 500 на 50 нанометрів. Замість використання фемтосекундного лазера для безпосереднього створення дефектів у кварцовому склі, британські дослідники використовували одне з оптичних явищ, за допомогою яких наночешуйчатые структури створюються за допомогою декількох слабких імпульсів світла. При такому підході мінімізується теплове пошкодження матеріалу, яке характерне для інших технологій, що використовують один потужний лазерний імпульс.

Створювані новим методом наноструктури у кварцовому склі мають анізотропну структуру, що викликає подвійне заломлення променів світла, що проходять через неї. Кожен окремий вид заломлення є носієм одного або двох біт інформації. За допомогою нового методу дослідникам вдалося записати 5 гігабайтів текстової інформації на носій із кварцового скла. При цьому кожен воксель містив по чотири біти інформації, але точність зчитування, при цьому, дорівнювала 100 відсоткам.

Отримане значення щільності запису інформації дозволить записати цей самий носій 500 терабайтів даних за умови його заповнення, а модернізація системи запису дозволить вести запис кілька паралельних потоків, що дозволить заповнити весь носій повністю приблизно 60 діб. В цей час дослідники працюють над збільшенням швидкості запису їхнього методу, що дозволить перемістити цей метод з лабораторного поля в поле практичного застосування. І паралельно із цим також ведуться розробки швидших методів зчитування інформації. Джерело