Американские ученые разработали быстрый и энергоэффективный метод лазерной записи информации. Он может быть использован для разработки пятимерных оптических носителей. Статья об исследовании опубликована в журнале Optica.

High speed ultrafast laser anisotropic nanostructuring by energy deposition control via near-field enhancement

 The recent progress in five-dimensional (5D) optical data storage based on anisotropic nanostructures written by femtosecond (fs) laser pulses in transparent materials reveals its potential for real-world applications, but high writing speed and density remain a major challenge.
https://www.osapublishing.org/optica/fulltext.cfm?uri=optica-8-11-1365&id=462661

В настоящее время люди создают все больше информации. Из-за этого возникает потребность в разработке более эффективных типов носителей, которые бы имели высокую емкость, тратили мало энергии и существовали долгое время. Одним из решений этой проблемы являются облачные хранилища, но они предназначены главным образом для временных данных. Стеклянные пятимерные носители, однако, лучше подходят для долговременного хранения информации, которое может потребоваться национальным архивам, музеям, библиотекам или частным организациям. Несмотря на то что 5D-оптические носители уже создавались ранее, с помощью них не удавалось достаточно быстро и плотно записывать информацию.

Ученые использовали фемтосекундный лазер с высокой частотой повторения импульсов. С его помощью они создавали ламеллярные наноструктуры размером 500х50 нм на стекле. При этом исследователям удалось минимизировать нагрев поверхности — проблему, которая возникала при предыдущих попытках проделать подобную операцию. Полученные наноструктуры являются анизотропными, то есть они обладают разными свойствами в разных направлениях. Двойное лучепреломление, которое вызывают эти наноструктуры, может быть охарактеризовано медленной ориентацией направления вектора света (четвертое измерение — ориентация наноструктуры) и силой фазового сдвига (пятое измерение — размер наноструктуры). Эти параметры можно регулировать поляризацией света и изменением его интенсивности соответственно. Новый метод позволяет записывать информацию со скоростью 1 млн вокселов в секунду, что эквивалентно 230 Кб информации (более ста страниц текста) в секунду.

С помощью своего метода ученые записали 5 Гб текстовой информации на диск из кремниевого стекла, размер которого соответствует обычному CD-диску. Точность считывания информации при этом достигала почти 100%. В каждом вокселе содержалось четыре бита информации, а каждым двум вокселам соответствовал текстовый символ. С учетом плотности записи информации на таком диске можно записать 500 Тб информации. При параллельной записи эту информацию можно записать на диск всего за 60 дней.

«Благодаря нашей системе можно сохранять терабайты данных. Это может быть использовано, например, для сохранения информации, хранящейся в ДНК человека», — поделился Питер Казанский, руководитель исследовательской группы.

Источник: https://inscience.news/ru/article/world-science/physics/7894