1、9 3 1激光存储的基本原理 分类及特点 1 激光存储是利用材料的某种性质对光敏感 带有信息的光照射材料时 该性质发生改变 且能够在材料中记录这种改变 这就实现了光信息的存储 2 光存储的分类有很多种 如按数据存取方式可分为光打点式存储和页面并行存储 按存储介质的厚度可分为二维存储和三维存储 按鉴别存储数据的方式可分为位置选择存储和频率选择存储等等 3 特点 1 数据存储密度高 容量大 2 寿命长 3 非接触式读 写和擦 4 信息位价格低 9 3 2激光光盘存储 1 激光光盘存储的基本原理 图9 21基本的激光光盘系统示意图 1 光盘存储包括信息 写入 和 读出 两个过程 图9 21为一基本的
2、光盘系统图 2 光盘是在衬盘上淀积了记录介质及其保护膜的盘片 在记录介质表面沿螺旋形轨道 以信息斑的形式写入大量的信息 参见图9 22 其记录轨道的密度达1000道 mm左右 图9 22激光光盘记录斑示意图 9 3 2激光光盘存储 2 激光光盘的类型 1 只读存储 Readonlymemory 光盘 只读式存储光盘的记录介质主要是光刻胶 记录方式是先将信息刻录在介质上制成母盘 然后进行模压复制大量子盘 2 一次写入光盘WORM 一次写人光盘利用聚焦激光在介质的光照微区产生不可逆的物理或化学变化写入信息 3 可擦重写光盘 这类光盘顾名思义可多次写入 读取信息 但写入前需先将已有的信息擦去 然后再
3、写入新的信息 即写 擦信息是分开的两个过程 4 直接重写光盘 overwrite 可擦重写光盘需要擦 写两次动作完成信息的更换 这使光盘数据传输速率受到限制 9 3 2激光光盘存储 3 激光光盘存储器 1 激光光盘存储器由光存储盘片及其驱动器组成 驱动器提供高质量读出光束 引导精密光学头 读出信息 给出检测光盘聚焦误差信号并实现光束高精度伺服跟踪等功能 2 光盘存储器的光学系统大致可分为单光束光学系统和双光束光学系统两类 单光束光学系统适合于只读光盘和一次写入光盘 具备信息的写 读功能 而双光束光学系统用于可擦重写光盘 下面以双光束光学系统 图9 23 为例简单介绍 图9 23光盘存储器的双光
4、束光学系统示意图 9 3 3激光体全息光存储 与磁存储技术和光盘存储技术相比 全息存储有以下特点和优点 1 高冗余度 2 存储容量大 3 数据并行传输 4 寻址速度快 5 关联寻址功能 体全息图光路示意图如图9 24所示 图9 24b是其再现示意图 图9 24体全息图光路示意图 1 体全息存储的原理 9 3 3激光体全息光存储 1 数字数据的存储 图9 25紧凑型集成化的角度复用全息存储模块 2 全息存储的应用 1997年 一个集成化的角度复用全息存储模块 如图9 25所示 由Drolet等人设计出来 2 超大容量全息存储器 图9 26给出基于全息存储技术的分块盘式全息存储示意图 图中沿盘面上
5、的同心圆轨道上划分为互不重叠的空间位置 全息块 每个位置上复用存储大量全息图 图9 26分块式全息存储盘的示意图 9 3 4激光存储技术的新进展 电子俘获存储方式可具有这些特点 它是通过低能量激光去俘获光盘特定斑点处的电子来实现存储的 它是一种高度局域化的光电子过程 1 电子俘获存储技术 2 光学双光子双稳态三维数字存储 基于高速响应 锁模脉冲激光器的双光子吸收产生了光学双光子双稳态三维数字记录方法 其基本原理是根据两种光子同时作用于原子时 能使介质的原子中某一特定能级上的电子激发至另一稳态 并使其光学性能发生变化 所以若使两个光束从两个方向聚焦至材料的同一空间点时 便可实现三维空间的寻址写入
6、 3 持续光谱烧孔技术 持续光谱烧孔 PSHB PersistentSpectralHole Burning 技术利用对不同频率的光吸收率不同来识别不同分子 它有可能使光存储的记录密度提高3 4个数量级 它属于四维光存储 图 9 27 为光谱烧孔的原理示意图 9 3 4激光存储技术的新进展 3 持续光谱烧孔技术 图9 27光谱烧孔的原理示意图 4 光存储技术的发展趋势 从整个学科发展的角度预测 高密度激光存储技术的主要发展将着重于 1 最基本 有效的数字式记录方式 2 进一步缩小记录单元 3 从目前的二维存储向多维存储发展 4 并行读写逐步代替串行读写 以提高数据的读取传输率 5 改善和发展存储系统的寻址方法 努力实现无机械寻址的实用化 6 光学信息存储同光学信息处理相结合
