ذخیره 500 ترابایت داده روی شیشه‌ای به اندازه CD با فناوری ذخیره‌سازی اطلاعات 5 بعدی

سازمان Optica، همان OSA سابق، به تازگی گزارش داده است که محققان فناوری ذخیره سازی اطلاعات 5 بعدی را توسعه داده‌اند که ممکن است برا نخستین بار اجازه دهد 500 ترابایت داده بر روی یک دیسک شیشه‌ای به اندازه CD ذخیره شود. این تکنیک با استفاده از لیزرهای پرسرعت توسعه یافته است که در ادامه به ارائه جزئیات آن می‌پردازیم.

این تکنیک دخیره‌سازی از سرعت نوشتن سریع‌تر استفاده می‌کند که ممکن است روزی استفاده از این فناوری را برای بایگانی و ذخیره برنامه‌ها یا هر چیز دیگری تحقق بخشد. با ذخیره سازی اپتیکال 5 بعدی، هر فایل روی سه لایه نقطه به مقیاس نانو، یکی روی دیگری ذخیره می‌شود.

این پنج بُعد از اندازه، جهت و موقعیت نقطه‌های زیاد در سه بعد معمولی تشکیل شده است که هر کدام آنها متفاوت هستند. با استفاده از یک میکروسکوپ و یک پلاریزه کننده، نقاط قطبش نوری که از طریق دیسک عبور می‌کند و توسط کامپیوتر خوانده می‌شود را تغییر می‌دهند.

اگرچه ذخیره سازی داده‌ها به شکل 5 بعدی اپتیکال در مواد شفاف قبلاً اجرا شده است، اما نوشتن داده‌ها با سرعت و تراکم کافی برای برنامه‌های کاربردی در دنیای واقعی کماکان چالش برانگیز بوده است. برای غلبه بر این مانع، محققان از لیزر فمتوثانیه‌ای با سرعت تکرار بالا برای ایجاد حفره‌های کوچک حاوی یک ساختار نانولاملا مانند با ابعاد تنها 500 در 50 نانومتر استفاده کردند.

از طرفی به جای استفاده از لیزر فمتوثانیه برای نوشتن مستقیم روی شیشه، محققان از نور برای تولید یک پدیده نوری به نام تقویت میدان نزدیک استفاده کردند که در آن ساختاری شبیه نانولاملا توسط چند پالس نور ضعیف از یک نانوویید ایزوتوپی توسط یک ریز انفجار تک پالس ایجاد می‌شود.

استفاده از بهبود میدان نزدیک برای ساختن نانوساختارها، آسیب حرارتی را که برای سایر روش‌هایی که از لیزرهای با سرعت تکرار بالا استفاده می‌کنند، مشکل‌ساز بوده است، به حداقل رساند.

از آنجایی که نانوساختارها ناهمسانگرد هستند، انکسار مضاعفی تولید می‌کنند که می‌تواند با جهت‌گیری محور آهسته نور (بعد چهارم، مطابق با جهت‌گیری ساختار شبه نانولاملا) و قدرت عقب‌ماندگی (بعد پنجم، تعریف شده با اندازه نانوساختار) مشخص شود.

بدین شکل همانطور که داده‌ها در شیشه ثبت می‌شوند، جهت گیری محور کرده و قدرت عقب ماندگی را می توان به ترتیب توسط قطبش و شدت نور کنترل کرد.

دکتر Lei، از محققان OSA می‌گوید:

این رویکرد جدید سرعت نوشتن داده‌ها را تا حد چشمگیری بهبود می‌بخشد، بنابراین می‌توانیم ده‌ها گیگابایت داده را در یک زمان معقول بنویسیم. نانوساختارهای بسیار دقیق و محلی، ظرفیت داده بالاتری را ممکن می‌سازند، زیرا وُکسل‌های بیشتری را می‌توان در حجم واحد نوشت. علاوه بر این، استفاده از نور پالسی انرژی مورد نیاز برای نوشتن را کاهش می‌دهد.