युनिव्हर्सिटी ऑफ साउथॅम्प्टनमधील संशोधकांनी लेझर लिहिण्याची जलद पद्धत विकसित केली आहे आणि ऊर्जा कार्यक्षम सिलिका ग्लासमध्ये उच्च-घनता नॅनोस्ट्रक्चर्स तयार करण्यासाठी. या लहान रचना ऑप्टिकल डेटा स्टोरेजसाठी वापरले जाऊ शकते दीर्घकालीन पंच-आयामी (5D), ब्लू-रे ऑप्टिकल डिस्क स्टोरेज तंत्रज्ञानापेक्षा 10.000 पट अधिक घनता.
या प्रकारच्या डेटा स्टोरेजमध्ये तीन स्तर वापरले जातात नॅनोस्केल पॉइंट्स काचेच्या डिस्कवर. बिंदूंचा आकार, अभिमुखता आणि स्थान (तीन आयामांमध्ये) डेटा एन्कोड करण्यासाठी वापरलेले पाच "परिमाण" देतात.
संशोधकांच्या मते, 5D डिस्क 13.8 अब्ज वर्षांनंतरही वाचनीय असू शकते, पण त्यावेळेस कोणीतरी वाचायला आजूबाजूला असेल तर आश्चर्य वाटेल. अल्पावधीत, 5D ऑप्टिकल मीडिया 1.000 अंश सेल्सिअसपर्यंत गरम झाल्यानंतर देखील टिकू शकतो.
तंत्र पीएचडी संशोधक युहाओ लेई यांनी विकसित केलेले फेमटोसेकंद लेसर वापरते उच्च पुनरावृत्ती दर. प्रक्रिया सीडिंग पल्सने सुरू होते जी नॅनो व्हॅक्यूम तयार करते, परंतु वेगवान नाडीला प्रत्यक्षात डेटा लिहिण्याची आवश्यकता नसते. पुनरावृत्ती झालेल्या कमकुवत कडधान्यांमुळे नॅनोस्ट्रक्चर्सची रचना गुळगुळीतपणे करण्यासाठी जवळ-क्षेत्र वाढ म्हणून ओळखल्या जाणार्‍या घटनेचा फायदा होतो. संशोधकांनी वेगवेगळ्या उर्जा स्तरांवर लेसर डाळींचे मूल्यमापन केले आणि सिलिका ग्लास डिस्कला हानी न करता लेखनाची गती वाढवणारी पातळी आढळली.
अभ्यासात प्रति सेकंद एक दशलक्ष व्हॉक्सेलचा कमाल डेटा दर नोंदवला जातो, परंतु प्रत्येक बिटसाठी 5D ऑप्टिकल सिस्टममध्ये अनेक व्हॉक्सेल आवश्यक आहेत. हे अंदाजे 230 किलोबाइट्स प्रति सेकंद डेटा दराच्या बरोबरीचे आहे. या टप्प्यावर, डिस्कपैकी एक भरणे शक्य आहे, ज्याची क्षमता अंदाजे 500 टीबी आहे. एवढ्या मोठ्या प्रमाणात डेटा लिहिण्यासाठी सुमारे दोन महिने लागतील, त्यानंतर तो बदलता आला नाही.
"व्यक्ती आणि संस्था कधीही मोठे डेटा संच तयार करत आहेत, उच्च क्षमता, कमी उर्जा वापर आणि दीर्घ आयुष्यासह डेटा स्टोरेजच्या अधिक कार्यक्षम स्वरूपाची नितांत गरज निर्माण करत आहेत," यूके युनिव्हर्सिटी ऑफ साउथॅम्प्टनमधील संशोधक युहाओ लेई म्हणाले. "क्लाउड-आधारित सिस्टम तात्पुरत्या डेटासाठी अधिक डिझाइन केलेले असताना, आम्हाला विश्वास आहे की काचेमध्ये 5D डेटा संचयन राष्ट्रीय संग्रह, संग्रहालये, ग्रंथालये किंवा खाजगी संस्थांसाठी दीर्घकालीन डेटा स्टोरेजसाठी उपयुक्त असू शकते." जोडले.
पारदर्शक सामग्रीमध्ये 5D डेटाचे ऑप्टिकल स्टोरेज भूतकाळात प्रदर्शित केले गेले असले तरी, ते दर्शविले गेले आहे वास्तविक जगाच्या अनुप्रयोगांसाठी पुरेसा जलद आणि पुरेशी घनता डेटा लिहिणे कठीण आहे. या अडथळ्यावर मात करण्यासाठी, संशोधकांनी लहान विहिरी तयार करण्यासाठी उच्च पुनरावृत्ती दर फेमटोसेकंद लेसरचा वापर केला ज्यामध्ये प्रत्येकी फक्त 500 x 50 नॅनोमीटर मोजणारी अद्वितीय नॅनोलामेलासारखी रचना आहे.
काचेवर थेट लिहिण्यासाठी फेमटोसेकंद लेसर वापरण्याऐवजी, संशोधकांनी प्रकाशाचा उपयोग एक ऑप्टिकल घटना तयार करण्यासाठी केला ज्याला जवळ-क्षेत्र वाढ म्हणतात, ज्यामध्ये काही कमकुवत डाळींद्वारे नॅनोलामेला सारखी रचना तयार होते. नॅनो व्हॅक्यूम एका पल्स सूक्ष्म स्फोटाने निर्माण होते. नॅनोस्ट्रक्चर्स तयार करण्यासाठी जवळ-क्षेत्रातील वाढीच्या वापराने थर्मल नुकसान कमी केले आहे जे उच्च-फ्रिक्वेंसी रिपीटिंग लेसर वापरून इतर दृष्टिकोनांसाठी समस्याप्रधान आहे.
नॅनोस्ट्रक्चर्स अॅनिसोट्रॉपिक असल्याने, ते एक बायरफ्रिंगन्स तयार करतात ज्याला प्रकाशाच्या मंद अक्षाच्या अभिमुखता (नॅनोलामिनेट संरचनेच्या अभिमुखतेशी संबंधित चौथा परिमाण) आणि विलंब शक्ती (नॅनोस्ट्रक्चर आकाराद्वारे परिभाषित केलेल्या 4व्या परिमाण) द्वारे वैशिष्ट्यीकृत केले जाऊ शकते. . जेव्हा डेटा काचेवर रेकॉर्ड केला जातो, तेव्हा मंद अक्षाचे अभिमुखता आणि विलंबाची ताकद अनुक्रमे ध्रुवीकरण आणि प्रकाश तीव्रतेद्वारे नियंत्रित केली जाऊ शकते.
"हा नवीन दृष्टीकोन डेटा लेखन गतीला व्यावहारिक पातळीवर सुधारतो, ज्यामुळे आम्ही वाजवी वेळेत दहापट गीगाबाइट डेटा लिहू शकतो," लेई म्हणाले. उच्च स्थानिकीकृत सुस्पष्टता नॅनोस्ट्रक्चर्स अधिक डेटा क्षमतेसाठी परवानगी देतात, कारण अधिक व्हॉक्सेल युनिट व्हॉल्यूममध्ये लिहिता येतात. याव्यतिरिक्त, स्पंदित प्रकाशाच्या वापरामुळे लेखनासाठी आवश्यक ऊर्जा कमी होते. "
काचेच्या डिस्कवर 5 गीगाबाइट टेक्स्ट डेटा लिहिण्यासाठी संशोधकांनी त्यांच्या नवीन पद्धतीचा वापर केला. सिलिका पारंपारिक कॉम्पॅक्ट डिस्कचा आकार, जवळजवळ 100% च्या वाचन अचूकतेसह. प्रत्येक व्हॉक्सेलमध्ये माहितीचे चार बिट होते आणि दोन्ही व्हॉक्सेल मजकूराच्या एका वर्णाशी जुळतात. पद्धतीद्वारे ऑफर केलेल्या लेखन घनतेसह, डिस्कमध्ये 500 टेराबाइट डेटा असू शकतो. समांतर लेखनास अनुमती देणार्‍या सिस्टीम अपडेट्ससह, संशोधकांचे म्हणणे आहे की सुमारे 60 दिवसांत इतका डेटा लिहिणे शक्य आहे.
सध्याच्या प्रणालीसह, आमच्याकडे टेराबाइट्स डेटा जतन करण्याची क्षमता आहे, जी वापरली जाऊ शकते, उदाहरणार्थ, एखाद्या व्यक्तीची डीएनए माहिती जतन करण्यासाठी जी आता त्याच्या पद्धतीचा लेखन वेग वाढवण्यासाठी आणि तंत्रज्ञान प्रयोगशाळेच्या बाहेर वापरण्यायोग्य बनवण्यासाठी काम करत आहे. व्यावहारिक डेटा वेअरहाउसिंग ऍप्लिकेशन्ससाठी डेटा वाचण्याच्या जलद पद्धती विकसित करणे देखील आवश्यक असेल.
स्त्रोत: https://www.osapublishing.org/