Ang mga mananaliksik sa University of Southampton ay nakabuo ng isang mabilis na paraan ng pagsulat ng laser at matipid sa enerhiya upang makabuo ng mga high-density na nanostructure sa silica glass. Ang maliliit na istrukturang ito ay maaaring gamitin para sa optical data storage pang-matagalang limang-dimensional (5D), higit sa 10.000 beses na mas siksik kaysa sa Blue-Ray optical disc storage technology.
Ang ganitong uri ng imbakan ng data ay gumagamit ng tatlong layer nanoscale na mga puntos sa isang glass disk. Ang laki, oryentasyon at posisyon (sa tatlong dimensyon) ng mga punto ay nagbibigay ng limang "dimensyon" na ginamit upang i-encode ang data.
Ayon sa mga mananaliksik, ang isang 5D disk ay maaari pa ring mabasa pagkatapos ng 13.8 bilyong taon, ngunit ito ay nakakagulat kung may isang tao pa rin sa paligid upang basahin ito sa oras na iyon. Sa maikling panahon, ang 5D optical media ay maaari ding mabuhay pagkatapos na magpainit sa 1.000 degrees Celsius.
Ang pamamaraan na binuo ng PhD researcher na si Yuhao Lei ay gumagamit ng femtosecond laser mataas na rate ng pag-uulit. Ang proseso ay nagsisimula sa isang seeding pulse na lumilikha ng nano vacuum, ngunit ang mabilis na pulso ay hindi talaga kailangang magsulat ng data. Ang paulit-ulit na mahinang pulso ay nagsasamantala sa isang phenomenon na kilala bilang near-field enhancement upang magpalilok ng mga nanostructure sa mas maayos na paraan. Sinuri ng mga mananaliksik ang mga pulso ng laser sa iba't ibang antas ng kapangyarihan at natagpuan ang isang antas na nagpapabilis sa pagsusulat nang hindi napinsala ang silica glass disc.
Ang pag-aaral ay nag-uulat ng maximum na rate ng data na isang milyong voxel bawat segundo, ngunit ang bawat bit ay nangangailangan ng ilang voxel sa 5D optical system. Ito ay katumbas ng data rate na humigit-kumulang 230 kilobytes bawat segundo. Sa puntong ito, posibleng punan ang isa sa mga disk, ang kapasidad nito ay tinatantya sa 500 TB. Aabutin ng humigit-kumulang dalawang buwan upang magsulat ng napakaraming data, pagkatapos nito ay hindi na ito mababago.
"Ang mga indibidwal at organisasyon ay bumubuo ng mas malalaking set ng data, na lumilikha ng isang desperadong pangangailangan para sa mas mahusay na mga paraan ng pag-iimbak ng data na may mataas na kapasidad, mababang paggamit ng kuryente, at mahabang buhay," sabi ng mananaliksik na si Yuhao Lei, mula sa University of Southampton, UK. "Habang ang mga cloud-based na system ay mas idinisenyo para sa pansamantalang data, naniniwala kami na ang 5D data storage sa salamin ay maaaring maging kapaki-pakinabang para sa mas matagal na pag-iimbak ng data para sa mga pambansang archive, museo, aklatan, o pribadong organisasyon."
Bagama't ang 5D optical data storage sa mga transparent na materyales ay naipakita sa nakaraan, ito ay ipinakita na mahirap magsulat ng data nang sapat na mabilis at may sapat na density para sa mga aplikasyon sa totoong mundo. Upang malampasan ang sagabal na ito, gumamit ang mga mananaliksik ng mataas na rate ng pag-uulit na femtosecond laser upang lumikha ng maliliit na balon na naglalaman ng kakaibang istrakturang tulad ng nanolamella na may sukat na 500 x 50 nanometer bawat isa.
Sa halip na gamitin ang femtosecond laser upang direktang sumulat sa salamin, ginamit ng mga mananaliksik ang liwanag upang makabuo ng optical phenomenon na kilala bilang near-field enhancement, kung saan ang isang nanolamella-like structure ay nabuo ng ilang mahinang pulso. nano vacuum na nabuo sa pamamagitan ng iisang pulse micro explosion. Ang paggamit ng malapit-field na pagpapahusay upang gumawa ng mga nanostructure ay pinaliit ang thermal damage na naging problema para sa iba pang mga diskarte gamit ang high-frequency repeating lasers.
Dahil ang mga nanostructure ay anisotropic, gumagawa sila ng isang birefringence na maaaring mailalarawan sa pamamagitan ng oryentasyon ng mabagal na axis ng liwanag (ika-4 na dimensyon, naaayon sa oryentasyon ng nano-laminate na istraktura) at ang puwersa ng pagkaantala (ika-5 dimensyon, na tinukoy ng laki ng nanostructure ). Kapag ang data ay naitala sa salamin, ang oryentasyon ng mabagal na axis at ang lakas ng pagkaantala ay maaaring kontrolin ng polarization at light intensity, ayon sa pagkakabanggit.
"Ang bagong diskarte na ito ay nagpapabuti sa bilis ng pagsulat ng data sa isang praktikal na antas, upang makapagsulat kami ng sampu-sampung gigabytes ng data sa isang makatwirang dami ng oras," sabi ni Lei. Ang mataas na naka-localize na precision nanostructure ay nagbibigay-daan para sa mas malaking kapasidad ng data, dahil mas maraming voxel ang maaaring maisulat sa isang unit volume. Bilang karagdagan, ang paggamit ng pulsed light ay binabawasan ang enerhiya na kinakailangan upang magsulat. «
Ginamit ng mga mananaliksik ang kanilang bagong paraan upang magsulat ng 5 gigabytes ng data ng teksto sa isang glass disk. silica na kasing laki ng isang ordinaryong compact disc, na may katumpakan sa pagbabasa na halos 100%. Ang bawat voxel ay naglalaman ng apat na piraso ng impormasyon, at ang parehong mga voxel ay tumugma sa isang character ng teksto. Gamit ang density ng pagsulat na inaalok ng pamamaraan, ang disk ay maaaring magkaroon ng 500 terabytes ng data. Sa mga pag-update ng system na nagbibigay-daan sa parallel na pagsulat, sinabi ng mga mananaliksik na posibleng maisulat ang dami ng data na ito sa loob ng humigit-kumulang 60 araw.
Sa kasalukuyang sistema, mayroon kaming kakayahan na mapanatili ang mga terabytes ng data, na maaaring magamit, halimbawa, upang mapanatili ang impormasyon ng DNA ng isang tao na ngayon ay nagtatrabaho upang palakihin ang bilis ng pagsulat ng kanyang pamamaraan at gawing magagamit ang teknolohiya sa labas ng laboratoryo. Kakailanganin din na bumuo ng mas mabilis na mga paraan ng pagbabasa ng data para sa mga praktikal na aplikasyon ng warehousing ng data.
Fuente: https://www.osapublishing.org/