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光存储技术的新进展
作者: 51cto.com 2006-01-17 15:36 【】

所谓光存储技术,是通过光学方式在一个被称为光盘的圆盘上进行信息读写的技术。光存储技术的发展趋向为:由传统方法到新方案;由远场光存储到近场光存储;由二维光存储到多维光存储;由光热存储到光子存储;由低速到高速读写。

蓝色激光

光盘上布满了记录信息的”——信息符。信息符的尺寸对光盘容量起决定性的作用。

降低激光波长、提高数值孔径是缩小信息符尺寸的基本方法。DVD光盘激光波长650nmNA0.6,信息符尺寸为0.4μm,单面单层DVD盘片的存储容量为4.7GB;即将推出的Blu-ray Disk,将采用400nm作为激光波长,数值孔径提高到0.85,信息符尺寸缩小到0.2μm以下。从目前发布的Blu-ray Disk标准来看,飞利浦公司和索尼公司的提案中,信息符尺寸为0.12μm;松下公司的提案中,信息符尺寸为0.116μm

然而通过降低激光波长、提高数值孔径的方法获得容量的提升是有限的。目前,波长为400nm蓝光半导体激光器的制造技术并不成熟,暂时还没有360nm以下的半导体激光器;数值孔径极限值是10.9以上就已经很难用于商业化了,所以,要获得更高容量的光盘,还要采用其他技术。

记录方式

光盘的信息符不是凌乱地分布在光盘上,而是记录在伺服道中。伺服道的形状为阿基米德螺旋线,类似于夏天用的蚊香。蚊香表面称为蚊香的空隙称为。所谓岸沟(land-groove)记录方式,就是在上都记录信息;而凹槽(groove)方式仅仅在中记录信息。

到目前为止,几乎所有的技术提案都集中在岸沟记录方式上。凹槽记录方式的优势主要在于:能够较容易地确保播放专用光盘和追记型光盘之间的兼容性;能够使光读取头简单化;省略了岸沟间的切换等。松下、飞利浦、先锋和TDK的联合小组以及索尼等均首次发表了有关凹槽记录方式的新一代DVD技术。此外,东芝公司仍然坚持采用岸沟记录方式。由此可以看出,Blu-ray Disk阵营已经产生两个分支,一支是以松下、飞利浦为首的9家公司的联盟(俗称C9),一支为东芝公司。C9虽然阵容强大,但是东芝公司技术比较领先,已经达到投产的水平,所以,从目前来看,还很难预测Blu-ray Disk的发展方向。

应用多阶存储

多阶存储采用的是美国Calimetrics公司开发的方式,目前的光存储技术是在一个信息符单元中记录“0”“1”两种数据状态,即2阶存储,每个信息符单元能够记录一个bit的数据2=21);所谓多阶存储就是在一个信息符单元中记录多于2种数据状态,例如,8阶存储就是在一个信息符单元记录8种数据状态,每个信息符单元可以记录3bit8=23)的数据。测试显示,采用8阶存储,信息符长度为178.5nm时,每张光盘的存储空量可达44GB 

小型化

小型化也是光存储设备及其介质发展的一个方向。飞利浦开发的直径仅3cm的单面单层微型光盘,其容量达到1GB。美国DataPlay公司也研制了小型光驱,外形尺寸为76.2mm×127mm×12.7mm。其中核心部件光学头的外形尺寸为4.2mm×3.2mm ×1.3mm,重量仅为32mg。由于提高了光学零部件的集成度,该产品同普通的光头相比构造大不相同,但主要零件则与普通的光学头基本相同。该光驱采用DVD-R技术,系统基本参数为:光源波长为650nm,物镜的数值孔径为0.6。记录通道间距为0.74μm,最短记录符长度为0.44μm,面记录密度为3Gb平方英寸。这款光盘的特点是非常轻巧,盘片比硬币略大,存储容量可达500MB,数据可以保存100年,而且非常省电,功率不到2mW


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