Southampton Üniversitesi'ndeki araştırmacılar hızlı bir lazer yazma yöntemi geliştirdiler. ve enerji verimli silika camda yüksek yoğunluklu nanoyapılar üretmek. Bu küçük yapılar optik veri depolama için kullanılabilir uzun vadeli beş boyutlu (5D), Blue-Ray optik disk depolama teknolojisinden 10.000 kat daha yoğun.
Bu tür veri depolama üç katman kullanır nano ölçekli noktalar bir cam diskte. Noktaların boyutu, yönü ve konumu (üç boyutta) verileri kodlamak için kullanılan beş "boyutu" verir.
Araştırmacılara göre, bir 5D disk 13.8 milyar yıl sonra hala okunabilir olabilir, ama o sırada onu okuyacak birinin hala etrafta olması şaşırtıcı olurdu. Kısa vadede, 5D optik ortam 1.000 santigrat dereceye kadar ısıtıldıktan sonra da hayatta kalabilir.
Tekniği Doktora araştırmacısı Yuhao Lei tarafından geliştirilen femtosaniye lazer kullanıyor yüksek tekrar oranı. İşlem, bir nano vakum oluşturan bir tohumlama darbesiyle başlar, ancak hızlı darbenin aslında veri yazması gerekmez. Tekrarlanan zayıf darbeler, nanoyapıları daha yumuşak bir şekilde şekillendirmek için yakın alan geliştirme olarak bilinen bir fenomenden yararlanır. Araştırmacılar lazer darbelerini farklı güç seviyelerinde değerlendirdi ve silika cam diske zarar vermeden yazmayı hızlandıran bir seviye buldu.
Çalışma, saniyede maksimum bir milyon voksel veri hızı rapor ediyor, ancak her bit, 5D optik sistemlerde birkaç voksel gerektirir. Bu, saniyede yaklaşık 230 kilobaytlık bir veri hızına eşittir. Bu noktada kapasitesi 500 TB olarak tahmin edilen disklerden birini doldurmak mümkün. Bu kadar büyük miktarda verinin yazılması yaklaşık iki ay alacaktı ve sonrasında değiştirilemedi.
İngiltere, Southampton Üniversitesi'nden araştırmacı Yuhao Lei, "Bireyler ve kuruluşlar, her zamankinden daha büyük veri kümeleri oluşturarak, yüksek kapasiteli, düşük güç tüketimi ve uzun ömürlü daha verimli veri depolama biçimlerine yönelik umutsuz bir ihtiyaç yaratıyor" dedi. "Bulut tabanlı sistemler daha çok geçici veriler için tasarlanırken, camda 5D veri depolamanın ulusal arşivler, müzeler, kütüphaneler veya özel kuruluşlar için daha uzun vadeli veri depolaması için yararlı olabileceğine inanıyoruz." diye ekledi.
Geçmişte şeffaf malzemeler üzerinde 5D optik veri depolama gösterilmiş olsa da, gösterildi ki gerçek dünya uygulamaları için verileri yeterince hızlı ve yeterli yoğunlukta yazmak zordur. Bu engelin üstesinden gelmek için araştırmacılar, her biri sadece 500 x 50 nanometre boyutlarında benzersiz bir nanolamella benzeri yapı içeren küçük kuyular oluşturmak için yüksek tekrarlama oranlı femtosaniye lazer kullandılar.
Araştırmacılar, doğrudan cam üzerine yazmak için femtosaniye lazeri kullanmak yerine, birkaç zayıf darbe tarafından nanolamella benzeri bir yapının üretildiği, yakın alan geliştirme olarak bilinen optik bir fenomen üretmek için ışığı kullandılar. tek darbeli mikro patlama ile üretilen nano vakum. Nanoyapıları üretmek için yakın alan geliştirmenin kullanılması, yüksek frekanslı tekrarlayan lazerler kullanan diğer yaklaşımlar için sorunlu olan termal hasarı en aza indirdi.
Nanoyapılar anizotropik olduğundan, yavaş ışık ekseninin (nano-laminat yapının yönelimine karşılık gelen 4. boyut) ve gecikme kuvvetinin (5. boyut, nanoyapı boyutu tarafından tanımlanan) yönelimi ile karakterize edilebilen bir çift kırılma üretirler. ). Cam üzerine veriler kaydedildiğinde, yavaş eksenin yönü ve gecikmenin gücü sırasıyla polarizasyon ve ışık yoğunluğu ile kontrol edilebilir.
Lei, "Bu yeni yaklaşım, veri yazma hızını pratik bir düzeye yükseltiyor, böylece onlarca gigabayt veriyi makul bir sürede yazabiliyoruz," dedi. Bir birim hacme daha fazla voksel yazılabileceğinden, yüksek düzeyde yerelleştirilmiş hassas nanoyapılar daha fazla veri kapasitesi sağlar. Ayrıca darbeli ışık kullanımı yazmak için gereken enerjiyi azaltır. «
Araştırmacılar, bir cam diske 5 gigabayt metin verisi yazmak için yeni yöntemlerini kullandılar. geleneksel bir kompakt disk boyutunda silika, neredeyse %100 okuma doğruluğu ile. Her voksel dört bit bilgi içeriyordu ve her iki voksel de bir metin karakteriyle eşleşiyordu. Yöntemin sunduğu yazma yoğunluğu ile disk 500 terabayt veri tutabiliyordu. Araştırmacılar, paralel yazmaya izin veren sistem güncellemeleriyle bu miktarda veriyi yaklaşık 60 günde yazmanın mümkün olması gerektiğini söylüyorlar.
Mevcut sistemle, kullanılabilecek terabaytlarca veriyi koruma yeteneğine sahibiz, örneğin, yönteminin yazma hızını artırmak ve teknolojiyi laboratuvar dışında kullanılabilir hale getirmek için çalışan bir kişinin DNA bilgilerini korumak. Pratik veri ambarı uygulamaları için daha hızlı veri okuma yöntemleri geliştirmek de gerekli olacaktır.
kaynak: https://www.osapublishing.org/