साउथेम्प्टन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक तेज लेजर लेखन पद्धति विकसित की है और ऊर्जा कुशल सिलिका ग्लास में उच्च घनत्व वाले नैनोस्ट्रक्चर का उत्पादन करने के लिए. ये छोटी संरचनाएं ऑप्टिकल डेटा भंडारण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है लंबी अवधि के पांच-आयामी (5D), ब्लू-रे ऑप्टिकल डिस्क स्टोरेज तकनीक की तुलना में 10.000 गुना अधिक सघन।
इस प्रकार का डेटा संग्रहण तीन परतों का उपयोग करता है नैनोस्केल अंक कांच की डिस्क पर. बिंदुओं का आकार, अभिविन्यास और स्थिति (तीन आयामों में) डेटा को एन्कोड करने के लिए उपयोग किए जाने वाले पांच "आयाम" देते हैं।
शोधकर्ताओं के अनुसार, एक 5D डिस्क 13.8 अरब वर्षों के बाद भी पढ़ने योग्य हो सकती है, लेकिन यह आश्चर्य की बात होगी अगर उस समय कोई इसे पढ़ने के लिए अभी भी आसपास था। अल्पावधि में, 5D ऑप्टिकल मीडिया 1.000 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होने के बाद भी जीवित रह सकता है।
तकनीक पीएचडी शोधकर्ता युहाओ लेई द्वारा विकसित एक फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग करता है उच्च पुनरावृत्ति दर। प्रक्रिया एक सीडिंग पल्स से शुरू होती है जो एक नैनो वैक्यूम बनाती है, लेकिन तेज पल्स को वास्तव में डेटा लिखने की आवश्यकता नहीं होती है। बार-बार कमजोर दालें एक ऐसी घटना का फायदा उठाती हैं जिसे नियर-फील्ड एन्हांसमेंट के रूप में जाना जाता है, जो नैनोस्ट्रक्चर को स्मूथ तरीके से तराशती है। शोधकर्ताओं ने विभिन्न शक्ति स्तरों पर लेजर दालों का मूल्यांकन किया और एक ऐसा स्तर पाया जो सिलिका ग्लास डिस्क को नुकसान पहुंचाए बिना लेखन को गति देता है।
अध्ययन प्रति सेकंड एक मिलियन स्वर की अधिकतम डेटा दर की रिपोर्ट करता है, लेकिन प्रत्येक बिट को 5D ऑप्टिकल सिस्टम में कई स्वरों की आवश्यकता होती है। यह लगभग 230 किलोबाइट प्रति सेकंड की डेटा दर के बराबर है। इस बिंदु पर, डिस्क में से एक को भरना संभव है, जिसकी क्षमता 500 टीबी अनुमानित है। इतनी बड़ी मात्रा में डेटा लिखने में लगभग दो महीने लगेंगे, जिसके बाद इसे बदला नहीं जा सका।
यूके के साउथेम्प्टन विश्वविद्यालय के शोधकर्ता युहाओ लेई ने कहा, "व्यक्ति और संगठन हमेशा बड़े डेटा सेट उत्पन्न कर रहे हैं, उच्च क्षमता, कम बिजली की खपत और लंबी उम्र के साथ डेटा भंडारण के अधिक कुशल रूपों की सख्त आवश्यकता पैदा कर रहे हैं।" "जबकि क्लाउड-आधारित सिस्टम अस्थायी डेटा के लिए अधिक डिज़ाइन किए गए हैं, हम मानते हैं कि ग्लास में 5D डेटा संग्रहण राष्ट्रीय अभिलेखागार, संग्रहालयों, पुस्तकालयों या निजी संगठनों के लिए दीर्घकालिक डेटा संग्रहण के लिए उपयोगी हो सकता है।" जोड़ा गया।
हालांकि अतीत में पारदर्शी सामग्री में 5D डेटा के ऑप्टिकल भंडारण का प्रदर्शन किया गया है, यह दिखाया गया है कि वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त तेजी से और पर्याप्त घनत्व के साथ डेटा लिखना मुश्किल है। इस बाधा को दूर करने के लिए, शोधकर्ताओं ने एक उच्च पुनरावृत्ति दर फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग छोटे कुओं को बनाने के लिए किया जिसमें एक अद्वितीय नैनोलामेला जैसी संरचना होती है जिसमें प्रत्येक को केवल 500 x 50 नैनोमीटर मापा जाता है।
सीधे कांच पर लिखने के लिए फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग करने के बजाय, शोधकर्ताओं ने प्रकाश का उपयोग एक ऑप्टिकल घटना का उत्पादन करने के लिए किया जिसे निकट-क्षेत्र वृद्धि के रूप में जाना जाता है, जिसमें कुछ कमजोर दालों द्वारा एक नैनोलैमेला जैसी संरचना उत्पन्न होती है। एकल नाड़ी सूक्ष्म विस्फोट द्वारा उत्पन्न नैनो वैक्यूम। नैनोस्ट्रक्चर बनाने के लिए निकट-क्षेत्र वृद्धि के उपयोग ने थर्मल क्षति को कम कर दिया है जो उच्च आवृत्ति दोहराए जाने वाले लेजर का उपयोग करने वाले अन्य दृष्टिकोणों के लिए समस्याग्रस्त रहा है।
चूंकि नैनोस्ट्रक्चर अनिसोट्रोपिक हैं, वे एक द्विअर्थीता उत्पन्न करते हैं जिसे प्रकाश की धीमी धुरी (नैनो-टुकड़े टुकड़े संरचना के उन्मुखीकरण के अनुरूप चौथा आयाम) और विलंब बल (नैनोस्ट्रक्चर आकार द्वारा परिभाषित 4वां आयाम) के उन्मुखीकरण की विशेषता हो सकती है। ) जब डेटा कांच पर दर्ज किया जाता है, तो धीमी धुरी अभिविन्यास और विलंब शक्ति को क्रमशः ध्रुवीकरण और प्रकाश की तीव्रता द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है।
"यह नया दृष्टिकोण डेटा लेखन गति को व्यावहारिक स्तर तक सुधारता है, ताकि हम उचित समय में दसियों गीगाबाइट डेटा लिख सकें," लेई ने कहा। अत्यधिक स्थानीयकृत सटीक नैनोस्ट्रक्चर अधिक डेटा क्षमता की अनुमति देते हैं, क्योंकि एक यूनिट वॉल्यूम में अधिक स्वर लिखे जा सकते हैं। इसके अलावा, स्पंदित प्रकाश के उपयोग से लिखने के लिए आवश्यक ऊर्जा कम हो जाती है। «
शोधकर्ताओं ने ग्लास डिस्क पर 5 गीगाबाइट टेक्स्ट डेटा लिखने के लिए अपनी नई विधि का उपयोग किया। सिलिका एक पारंपरिक कॉम्पैक्ट डिस्क का आकार, लगभग 100% की पठन सटीकता के साथ। प्रत्येक स्वर में चार बिट जानकारी होती है, और दोनों स्वर पाठ के एक वर्ण से मेल खाते हैं। विधि द्वारा प्रस्तावित लेखन घनत्व के साथ, डिस्क 500 टेराबाइट डेटा धारण कर सकती है। सिस्टम अपडेट के साथ जो समानांतर लेखन की अनुमति देता है, शोधकर्ताओं का कहना है कि इस मात्रा में डेटा को लगभग 60 दिनों में लिखना संभव होना चाहिए।
वर्तमान प्रणाली के साथ, हमारे पास टेराबाइट डेटा को संरक्षित करने की क्षमता है, जिसका उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, किसी व्यक्ति की डीएनए जानकारी को संरक्षित करने के लिए जो अब अपनी पद्धति की लेखन गति को बढ़ाने और प्रौद्योगिकी को प्रयोगशाला के बाहर प्रयोग करने योग्य बनाने के लिए काम कर रहा है। व्यावहारिक डेटा वेयरहाउसिंग अनुप्रयोगों के लिए डेटा पढ़ने के तेज़ तरीके विकसित करना भी आवश्यक होगा।
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