Southampton 대학의 연구원들은 빠른 레이저 쓰기 방법을 개발했습니다. 에너지 효율적 실리카 유리에 고밀도 나노 구조를 생성하기 위해. 이 작은 구조물들은 광학 데이터 저장에 사용할 수 있습니다. Blue-Ray 광 디스크 저장 기술보다 5배 이상 밀도가 높은 장기 10.000차원(XNUMXD)입니다.
이 유형의 데이터 스토리지는 XNUMX개의 레이어를 사용합니다. 나노 스케일 포인트 유리 디스크에. 점의 크기, 방향 및 위치(XNUMX차원)는 데이터를 인코딩하는 데 사용되는 XNUMX가지 "차원"을 제공합니다.
연구원들에 따르면 5D 디스크는 13.8억 년 후에도 여전히 읽을 수 있습니다. 그러나 그 당시에도 누군가가 그것을 읽을 수 있었다면 놀라운 일이었을 것입니다. 단기적으로 5D 광학 미디어는 섭씨 1.000도까지 가열된 후에도 생존할 수 있습니다.
기술 PhD 연구원 Yuhao Lei가 개발한 펨토초 레이저 높은 반복률. 프로세스는 나노 진공을 생성하는 시드 펄스로 시작하지만 빠른 펄스는 실제로 데이터를 쓸 필요가 없습니다. 반복되는 약한 펄스는 근접장 향상으로 알려진 현상을 이용하여 나노구조를 더 부드러운 방식으로 조각합니다. 연구원들은 다양한 전력 레벨에서 레이저 펄스를 평가하고 석영 유리 디스크를 손상시키지 않으면서 쓰기 속도를 높이는 레벨을 발견했습니다.
연구에 따르면 초당 XNUMX만 복셀의 최대 데이터 전송률, 그러나 각 비트는 5D 광학 시스템에서 여러 복셀을 필요로 합니다. 이는 초당 약 230킬로바이트의 데이터 속도에 해당합니다. 이 시점에서 디스크 중 하나를 채울 수 있으며 용량은 500TB로 추정됩니다. 이렇게 많은 양의 데이터를 작성하는 데 약 XNUMX개월이 걸리고 그 후에는 변경할 수 없습니다.
영국 사우샘프턴 대학의 Yuhao Lei 연구원은 "개인과 조직이 점점 더 큰 데이터 세트를 생성함에 따라 고용량, 저전력 소비 및 긴 수명을 지닌 보다 효율적인 형태의 데이터 저장이 절실히 필요하게 되었습니다."라고 말했습니다. "클라우드 기반 시스템은 임시 데이터용으로 더 많이 설계되었지만 유리에 5D 데이터 저장은 국가 기록 보관소, 박물관, 도서관 또는 민간 조직을 위한 장기 데이터 저장에 유용할 수 있습니다."라고 덧붙였습니다.
투명 재료에 5D 광학 데이터 저장은 과거에 시연되었지만, 그것이 보여졌다 실제 응용 프로그램에 대해 충분히 빠르고 충분한 밀도로 데이터를 작성하는 것은 어렵습니다. 이 장애물을 극복하기 위해 연구원들은 고반복률 펨토초 레이저를 사용하여 각각 500 x 50 나노미터 크기의 독특한 나노라멜라 유사 구조를 포함하는 작은 우물을 만들었습니다.
펨토초 레이저를 사용하여 유리에 직접 쓰는 대신 연구원들은 빛을 이용하여 몇 개의 약한 펄스에 의해 나노라멜라와 같은 구조가 생성되는 근접장 향상으로 알려진 광학 현상을 생성했습니다. 단일 펄스 마이크로 폭발에 의해 생성된 나노 진공. 나노구조를 제조하기 위한 근거리장 향상의 사용은 고주파 반복 레이저를 사용하는 다른 접근 방식에서 문제가 되는 열 손상을 최소화했습니다.
나노구조는 이방성이므로 빛의 느린 축 방향(나노 적층 구조의 방향에 해당하는 4차원)과 지연력(나노구조 크기로 정의되는 5차원)으로 특성화될 수 있는 복굴절을 생성합니다. ). 유리에 데이터를 기록할 때 느린 축 방향과 지연 강도는 각각 편광과 빛의 강도로 제어할 수 있습니다.
"이 새로운 접근 방식은 데이터 쓰기 속도를 실용적인 수준으로 향상시켜 합리적인 시간에 수십 기가바이트의 데이터를 쓸 수 있습니다."라고 Lei가 말했습니다. 고도로 국부화된 정밀 나노구조는 단위 볼륨에 더 많은 복셀을 쓸 수 있으므로 더 큰 데이터 용량을 허용합니다. 또한 펄스 광을 사용하면 쓰기에 필요한 에너지가 줄어듭니다. «
연구원들은 새로운 방법을 사용하여 유리 디스크에 5GB의 텍스트 데이터를 기록했습니다. 실리카는 기존 콤팩트 디스크 크기, 거의 100%의 판독 정확도로. 각 복셀에는 500비트의 정보가 포함되어 있으며 두 복셀 모두 텍스트의 한 문자와 일치했습니다. 이 방법에서 제공하는 쓰기 밀도로 디스크는 60테라바이트의 데이터를 저장할 수 있습니다. 병렬 쓰기를 허용하는 시스템 업데이트로 연구원들은 약 XNUMX일 안에 이 양의 데이터를 쓸 수 있어야 한다고 말합니다.
현재 시스템에서는 사용할 수 있는 테라바이트의 데이터를 보존할 수 있습니다. 예를 들어, 현재 자신의 방법의 쓰기 속도를 높이고 기술을 실험실 외부에서 사용할 수 있도록 하기 위해 노력하고 있는 사람의 DNA 정보를 보존합니다. 또한 실용적인 데이터 웨어하우징 애플리케이션을 위해 데이터를 읽는 더 빠른 방법을 개발해야 합니다.
출처 : https://www.osapublishing.org/