[發(fā)明專利]基于柱狀矢量光束的光信息存儲方法

有效

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• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111145791B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發(fā)明（設計）人: 徐毅;冼銘聰;李向平;歐陽旭;曹耀宇
• 申請（專利權）人: 暨南大學
• 主分類號: G11B7/26
• 分類號: G11B7/26;G11B7/0045;G11B7/125;G11B7/135
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權代理有限公司 44245
• 代理人: 劉羽

本發(fā)明的基于柱狀矢量光束的光信息存儲方法，利用柱狀矢量光束在無序金納米棒體系中產(chǎn)生空間上不重疊的電磁能量熱點，亦即激勵起準正交的局域模式，從而增加信息存儲復用的物理維度，同時，利用柱狀矢量光束的偏振正交性及其偏振的非均勻性，該物理維度可以極大地增加存儲通道數(shù)目的技術原理，以及基于柱狀矢量光束的復用可以同時與波長復用存儲和空間復用存儲同時在相同讀寫焦斑內(nèi)實現(xiàn)的技術原理，以此來突破常規(guī)五維光信息存儲技術存儲容量的極限；再者，由于柱狀矢量光束是光纖的本征模式，與光纖激光器天然相容，其產(chǎn)生相比于傳統(tǒng)的利用拉蓋爾?高斯光束進行光信息存儲，本發(fā)明的成本更加低。

技術領域

本發(fā)明涉及光信息存儲技術領域，特別是涉及一種基于柱狀矢量光束的光信息存儲方法。

背景技術

隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領域的迅猛發(fā)展，21世紀人類社會已經(jīng)進入信息量爆炸式增長的大數(shù)據(jù)時代，IDC預計，全球數(shù)據(jù)總量到2020年將增長50倍，而數(shù)據(jù)存儲量的需求增長將大于50倍。海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生給信息存儲技術帶來了巨大的壓力，對信息的低能耗、高容量、高安全性和長壽命存儲提出了更高的要求。現(xiàn)有的主流存儲方式，如固態(tài)硬盤、硬盤和磁帶等，都存在電力消耗大、記錄密度低、存儲壽命短、維護成本高等缺點。面對如此海量的信息，迫切需要一種低成本、長壽命的新型存儲技術來彌補現(xiàn)有存儲技術的不足，滿足大數(shù)據(jù)時代對海量信息存儲的需求。以光盤為代表的傳統(tǒng)光存儲技術在保存數(shù)據(jù)時具有低成本、長壽命的特點，盡管隨著磁存儲技術的發(fā)展，光盤市場逐漸蕭條，但是隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，面對海量信息的存儲需求，光存儲技術又迎來了它的春天。

光信息存儲，亦即光信息存儲技術，已經(jīng)成為了現(xiàn)代信息社會中不可或缺的信息存儲載體。此項技術具有歷史數(shù)據(jù)不允許修訂、一次性存儲、壽命長、海量存儲、綠色存儲等諸多方面的優(yōu)點。多維光信息存儲技術相比于傳統(tǒng)的藍光光盤存儲技術，光信息存儲的容量比起藍光光盤，其存儲容量要大的多，光信息存儲技術順應時代的發(fā)展應運而生，解決了現(xiàn)在社會迫切需要超大容量對文檔進行備份和存儲的要求。但現(xiàn)有的光信息存儲技術，為了更大容量地存儲信息，采用的是多維光存儲技術，現(xiàn)有的多維信息存儲技術主要通過聚焦激光與無序金納米顆粒系統(tǒng)之間的相互作用來實現(xiàn)。目前已實現(xiàn)的最高維度信息存儲是依賴于激光的頻率、偏振以及無序金納米棒存儲介質(zhì)所提供的三維空間來實現(xiàn)的五維光存儲。如果使用該技術進行信息存儲，其一張DVD碟等同體積的存儲介質(zhì)可以存儲超過TB量級的數(shù)據(jù)。光信息存儲的原理是以二進制數(shù)據(jù)的形式來存儲信息。通常借助激光將轉(zhuǎn)換后的二進制數(shù)刻錄在具有反射能力的碟片上，產(chǎn)生凹點或小坑。為了識別數(shù)據(jù)，可規(guī)定刻出的小坑代表二進制數(shù)“1”，而空白則代表二進制數(shù)“0”。在讀取數(shù)據(jù)時，激光在小坑處不被反射，代表“1”，而在空白處被反射，代表“0”，通過電腦可以將讀取的二進制代碼還原成原來的信息。在寫讀過程中光盤在光驅(qū)中高速轉(zhuǎn)動，激光頭則在電機的控制下沿徑向移動，于是光盤中的數(shù)據(jù)就源源不斷地被讀取出來。與CD光盤比較，DVD光盤的凹坑更小，且部分采用螺旋儲存凹坑使得坑與坑的間距更小，因此獲得更高的存儲密度。一般DVD光盤存取數(shù)據(jù)信息的坑點非常緊密，最小凹坑長度僅為0.4μm，相鄰坑點間的距離僅為CD光盤的50％，且相鄰軌距只有0.74μm。目前，市面上出現(xiàn)了不同容量的DVD光盤，直徑為120mm的DVD光盤單面容量為4.7GB，雙面容量為9.4GB。如果改成雙面雙層，則容量可達18GB。因此，標稱容量為5GB、9GB、10GB、18GB的DVD-5、DVD-9、DVD-10、DVD-18的光盤系列分別對應于單、雙、多層光盤。由于光盤與光盤機配套要求，DVD光盤的價格隨容量上升而升高。

現(xiàn)有的多維光信息存儲技術，主要是通過聚焦激光與無序金納米顆粒系統(tǒng)之間的相互作用來實現(xiàn)，目前已實現(xiàn)的最高維度信息存儲是依賴于激光的頻率、偏振以及無序金納米棒存儲介質(zhì)所提供的三維空間來實現(xiàn)的光信息存儲。如果使用該技術進行光信息存儲，其一張DVD碟等同體積的存儲介質(zhì)可以存儲超過TB量級的數(shù)據(jù)。但現(xiàn)有的多維光信息存儲技術存在實現(xiàn)成本高、存儲容量有限等缺點。

發(fā)明內(nèi)容