科學家開發出高速激光直寫方法：可將500兆字節數據裝入玻璃盤，密度為藍光盤10000倍

研究人員開發了一種快速、節能的激光直寫方法，用于在硅玻璃中生產高密度的納米結構。這些微小的結構可用于長期的5D光數據存儲，其密度是藍光光盤存儲技術的10,000倍以上。

現代社會中，個人和組織生產出的數據集越來越大，這就迫切需要更有效的數據存儲形式，這種形式需要具備高容量、低能耗和長壽命的特征。雖然基于云的系統更多是為臨時數據而設計，但這種5D數據存儲方法可能用于國家檔案館、博物館、圖書館或私人組織的長期數據存儲庫。

這種新方法可以以每秒100萬體素的速度直寫，相當于每秒記錄約230千字節的數據，即超過100頁的文本。

盡管透明材料中的5D光數據存儲方法已被發明，但對于現實世界的應用來說，以足夠快的速度和足夠高的密度寫入數據仍具有挑戰性。為了克服這一障礙，研究人員使用了一種重復率高的飛秒激光器，創造出包含單個納米層片結構的微小凹坑，每個凹坑的尺寸僅為500×50納米。

研究人員沒有使用飛秒激光直接在玻璃上寫字，而是利用光線產生了一種被稱為近場增強的光學現象。使用近場增強技術來制造納米結構可以最大限度地減少熱損傷，這是其他使用高重復率激光的方法所存在的問題。

這種新方法將數據直寫速度提高到實用水平，因此人們可以在一定的時間內寫入幾十GB的數據。因為在單位體積內可以直寫更多的體素，高度精密的納米結構使數據容量更高。

研究人員用他們的新方法將5千兆字節的文本數據寫入了玻璃光盤，其大小與傳統的光盤差不多，具有近100%的讀出精度。每個體素包含四個比特的信息，每兩個體素對應一個文本字符。以該方法的寫入密度，光盤將能夠容納500兆字節的數據。

研究人員現在正在努力提高他們的方法的寫入速度，并使該技術在實驗室之外也能使用。為了實際的數據存儲應用，研究人員還必須開發更快的數據讀取方法。

該研究論文題為"High speed ultrafast laser anisotropic nanostructuring by energy deposition control via near-field enhancemen"，已發表在《Optica》期刊上。主要作者為Yuhao Lei。

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參考資料：https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-8-11-1365&id=462661

標簽： 激光直寫 存儲