光存�(chǔ)技�(shù)的發(fā)展趨�(shì)
以光�(xué)、集成光�(xué)、光子效�(yīng)、體全息技�(shù)、光感生或磁感生超分辨率等原理為基礎(chǔ)的新一代光存儲(chǔ)技�(shù)將朝著以下幾�(gè)方向�(fā)展:
1.�(shí)�(xiàn)低價(jià)位DVD系列光盤及驅(qū)�(dòng)器的�(guī)模生�(chǎn)
直徑�120mm的DVD光盤單面容量4.7GB,雙面容�9.4GB,如果改成雙面雙�,容量可�(dá)�18GB,組成了�(biāo)稱容量為5GB�9GB�10GB�18GB的DVD-5、DVD-9、DVD-10、DVD-18的光盤系列,只要這種光盤及光盤機(jī)的生�(chǎn)成本能降低到�(dāng)今CD-ROM或CD-R光盤及光盤機(jī)的價(jià)�,就足夠滿足一般信息系�(tǒng)及家用電器的需�。由于DVD系列�(chǎn)品仍以傳�(tǒng)的光盤制造技�(shù)為基�(chǔ),基本工作原理沒有改變,只是將信息符坑點(diǎn)的尺寸從原來�0.83μm降低�0.4μm,信道間距從原來�1.6μm降低�0.74μm。這種光盤�(jī)的結(jié)�(gòu)原理也沒有太大的變化,所用的半導(dǎo)體激光器的波長略有縮�,一旦形成規(guī)�,成本必將大幅度下降。目�,加工這種高密度光盤母盤及盤片注塑的設(shè)備及技�(shù)都已完全成熟�
2.�(jìn)一步提高DVD光盤�(zhì)�、成品率及功�
目前,DVD光盤的成品率,無論是母盤制作還是最終產(chǎn)品的成品率都低于普通CD光盤,從而也影響其生�(chǎn)成本。各種生�(chǎn)光盤的專用加工和�(cè)試設(shè)備還需要�(jìn)一步更�,將深紫外超分辨率曝光技�(shù)、電子束曝光技�(shù)、多層光致抗蝕劑技�(shù)、無顯影曝光技�(shù)�4X或更高速的刻錄技�(shù)等引入母盤制作,以便�(jìn)一步提高母盤質(zhì)量和成品�。DVD光盤及光盤機(jī)將在功能上�(jìn)行改�(jìn),首先是多功能化,包括光盤機(jī)和盤片的多功能化,即一�(tái)光盤�(jī)可用于只讀、一次寫入不可擦除及可直接改寫等不同盤片,而盤片也可能作成同時(shí)具有只讀和可擦寫功能。此外隨著編碼技�(shù)和集成電路技�(shù)的�(jìn)�,光盤機(jī)的編碼及控制軟件功能還將�(jìn)一步改�(jìn),將分散的視�、音�、編�、解�、調(diào)�、解�(diào)、通道控制、伺服控制重新整合成少數(shù)芯片甚至單一芯片,不僅能降低成本,還�(huì)大大提高系統(tǒng)的可靠�。為了使光盤�(jī)使用更方便,其另一改�(jìn)方向是光盤機(jī)的智�,使人一�(jī)界面更加簡單,操作更為簡��
3.在記錄密度不變的條件下提高系�(tǒng)性能
無論是VCD或DVD光盤都可以利用自�(dòng)換盤系統(tǒng),組成光盤庫、光盤塔、光盤陣�,實(shí)�(xiàn)提高整�(gè)系統(tǒng)的容�、數(shù)�(jù)傳輸率及多數(shù)�(jù)存儲(chǔ)的可靠�。如果將光盤�、光盤塔及光盤陣列與自動(dòng)換盤系統(tǒng)有機(jī)�(jié)�,可以大大提高系�(tǒng)容量、數(shù)�(jù)傳輸率和顯著改善存儲(chǔ)�(shù)�(jù)的可靠�。目前最大的光盤庫容量已可達(dá)到TB量級(jí)(即1012字節(jié))�4.綜合利用其它新技�(shù)開發(fā)下一代新�(chǎn)品高密度�(shù)�(jù)存儲(chǔ)技�(shù)始終是信息技�(shù)和計(jì)算機(jī)技�(shù)�(fā)展中不可缺少的關(guān)鍵研究領(lǐng)�,預(yù)�(jì)�2005�,新型網(wǎng)�(luò)系統(tǒng)和第三代多媒體出�(xiàn)�(shí),計(jì)算機(jī)外部存儲(chǔ)容量至少�(yīng)�100GB,數(shù)�(jù)傳輸率至少為40Mbps,現(xiàn)有的各種光盤都不能滿足要求,即使上面提到的DVD-RAM光盤系統(tǒng)也與此目�(biāo)相距甚遠(yuǎn)。需要采用新技�(shù)和新材料,研究開�(fā)出新一代高密度、高速光存儲(chǔ)技�(shù)和系�(tǒng)。雖然目前所�(jìn)行的研究尚處于實(shí)�(yàn)室階�。許多理論問�、實(shí)�(yàn)技�(shù)問題及工程問題還待深入研�,但從所取得的初步成果中能看出其�(fā)展方向包括:
?�?)利用光�(xué)非輻射場(chǎng)與光�(xué)超衍射極限分辨率的研究成果,�(jìn)一步減小記錄信息符尺寸。因光束照射到物體表面時(shí),無論透射或反射都�(huì)形成傳播�(chǎng)(傳播波)和非輻射(隱失波)。傳播波攜帶著物體結(jié)�(gòu)的低頻信�,容易被探測(cè)器探�(cè)。隱失波攜帶描述物體精細(xì)�(jié)�(gòu)的高頻信�,沿物體表面?zhèn)鞑ァV灰堰@一部分信息撲捉�,就可提高系�(tǒng)的分辨率�
?�?)采用近�(chǎng)光學(xué)原理�(shè)�(jì)超分辨率的光�(xué)系統(tǒng),使�(shù)值孔徑超�1.0,相�(dāng)于探�(cè)器�(jìn)入介�(zhì)的輻射場(chǎng),從而能夠得到超精細(xì)�(jié)�(gòu)信息,突破衍射極�,獲得更高的分辨�,可使經(jīng)典光�(xué)顯微鏡的分辨率提高兩�(gè)�(shù)量級(jí),面密度提高4�(gè)�(shù)量級(jí)�
?�?)以光量子效�(yīng)代替目前的光熱效�(yīng)�(shí)�(xiàn)�(shù)�(jù)的寫入與讀�,從原理上將存儲(chǔ)密度提高到分子量�(jí)甚至原子量級(jí),而且由于量子效應(yīng)沒有熱學(xué)過程,其反應(yīng)速度可達(dá)到皮秒量�(jí)�1O-12秒),另外,由于記錄介質(zhì)的反�(yīng)與其吸收的光子數(shù)有關(guān),可以使記錄方式從目前的二存�(chǔ)變成多值存�(chǔ),使存儲(chǔ)容量提高許多��
?�?)三維多重體全息存儲(chǔ),利用某些光�(xué)晶體的光折變效應(yīng)記錄全息圖形圖像,包括二值的或有灰階的圖像信息,由于全息圖像�(duì)空間位置的敏感�,這種方法可以得到極高的存�(chǔ)容量,并基于光柵空間相位的變�,體全息存儲(chǔ)器還有可能�(jìn)行選擇性擦除及重寫�
?�?)利用當(dāng)代物理學(xué)的其它成�,包括光子回波時(shí)域相干光子存�(chǔ)原理、光子俘獲存�(chǔ)原理、共振熒光、超熒光和光�(xué)雙穩(wěn)�(tài)效應(yīng)、光子誘�(fā)光致變色的光化學(xué)效應(yīng)、雙光子三維體相光致變色效應(yīng),以及借助許多新的工具和技�(shù),諸如掃描隧道顯微鏡(STM)、原子力顯微鏡(AFM�、光�(xué)集成技�(shù)及微光纖陣列技�(shù)�,提高存�(chǔ)密度和構(gòu)成多層、多�、多灰階、高�、并行讀寫海量存�(chǔ)系統(tǒng)。實(shí)�(yàn)已證明目前的技�(shù)可使光存�(chǔ)密度�(dá)�40-100Gbits/in2�