【精品】光存储技术的现状及发展趋势

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1、光存储技术的现状及发展趋势0引言信息资料迅速壇长是当今社会的一大特点。冇人统计，科技文献数量大约每7年增加1倍，而一般的情报资料则以每2年〜3年翻一番的速度增加。大量资料的存储、分析、检索和传播，迫切需要高密度、人容量的存储介质和管理系统。磁存储和光存储作为当今数据存储的两种常用方式，具冇各自的特点。磁存储应用较早，适合与计算机联用，信息存取方便、可靠，技术相对成熟，得到了广泛的应用；光存储的发展及应用则是随着激光技术的发明，步入了高密度光学数据存储的新阶段，指明了未來数据存储的新方向。1传统磁存储理论及应用人类很早就知道某些物质具冇铁磁性。近代的研究结呆揭示了

2、铁、钻、鎳及一些稀土元素存在的能够在外部磁场小磁化并保持磁化状态的磁性现彖称为铁磁性，铁磁性名称的由来是因为铁是具冇铁磁性物质中最典型也是最常见的铁磁性物质的组成原子一般都具冇不满的电子层。某些组成部分的原子不是铁磁性的合金也具有铁磁性，称为赫斯勒合金。铁磁性物质的宏观表现一般为没冇磁性，或者其磁性非常弱。但是在一个足够强的外部磁场屮，磁畴屮的原子的磁矩会随着外部磁场矢量方向的变化而变化，在外部磁场消失后这些磁畴小原子的磁矩会继续保持为变化后的同一的指向。这个同一的指向在变化后的磁场与临时的外部磁场Z间的关系由磁滞曲线来描述。虽然这个排列整齐的磁畴的总体能量并非

3、总是最低的，但是它可以保持为非常稳定的状态。在自然界屮，铁磁性的氧化铁粒子的磁化方向能够指向它形成时的地磁场方向并月•保持百万年Z久。这种磁化后的铁磁性物质能够保持永久磁化方向的特性被用来进行传统的磁存储应用⑴。1898年荷兰的ValdemarPoulsen发明了世界上第一个磁记录设备：磁线录音机，从此，开始了传统的磁记录应用实践。在随后的一个多世纪里而，出现了多种不同种类的磁记录设备：磁带机，磁芯存储器，磁盘等等。虽然冇大量不同的磁存储设备出现，但是磁记录的基础原理仍然是上述的铁磁性材料能够保持外磁场磁化方向的特性。传统的磁记录的写入原理是将随时间变化的电信号

4、转换为在线性或者旋转的铁磁性材料屮的磁化强度和方向的空间变化，传统的磁记录读出原理是将分布于磁性材料屮的磁化方向和强度的空间变化，通过线性或者旋转运动，利用磁电转化元件，转换为随时间变化的电信号。不久以前，磁记录的读入述在采用经典的利用在软磁材料和线圈组成的读磁头与磁化的存储介质相对移动获得感生电流来得到存储介质上磁化强度变化的方式来进行。但是，随着记录密度的捉高（目前的硬盘记录密度已经能够达到30Gb/cm2）,能够获得的感生电流的强度和信噪比已经过小，造成读入设备的课码率己经不能达到要求。因此，新的读磁头采用了磁旋阀读出磁头或者磁致隧道效应磁头等应用量了势垒

5、效应的读出方式。读出器件的原理是利用随磁场强度和方向的变化导致的读出器件的电阻变化來获得随时间变化的电流信号。利用巨磁阻效应和隧道效应的磁头是目前高容量帔盘的主要器件。冃前的磁记录这依赖于记录介质以及读、写器件的不断发展而得到。FT而容量最大的硬盘已经能做到1000〜2000GB的容量，在可以预见的将来，更高数量级的存储能力也是能够实现的。2光存储技术的原理及特点计算机和信息产业的发展使越来越多的信息内容以数字化的形式记录、传输和存储，对大容量信息存储技术的研究也随之不断升温。激光技术的不断成熟,尤其是半导休激光器的成熟应用，使得光存储从最初的微缩照相发展成为快

6、捷、方便、容量巨大的存储技术，各种光ROM纷纷产生。与磁介质存储技术相比，光存储具有寿命氏、非接触式读/写、信息位的价格低等优点。2.1光存储的基本原理光存储技术是用激光照射介质，通过激光与介质的相互作用使介质发生物理、化学变化，将信息存储下來的技术⑵。其基本物理原理是：存储介质受到激光照射后，介质的某种性质（如反射率、反射光极化方向等）发生改变，介质性质的不同状态映射为不同的存储数据，存储数据的读出则通过识别存储单元性质的变化來实现⑶。作为光储存方式，已有近百年的发展历史。常见的照相术就是最早的光存储技术。无论是胶片感光灵敏度、分辨率、色彩，还是照相仪器，都取

7、得了长足的进步，不仅能拍摄静止景物，还能通过电影、电视将活动图像记录和再现。然而,包括全息照相在内的照相术，都属于模拟光存储范畴，它在存储容量、存储密度及传输速率等方面都受到一定限制。随着信息社会的发展，特别是激光的出现和计算机的F1益普及，数字光储技术开始兴起，数字光盘的诞生成为存储技术的一项重大突破⑷。下图1示出数字光盘存储的基本原理。局部示意图图1数字光盘存储基本原理迄今为止，绝人部分商品化光盘存储系统中所用的记录介质的记录机理都是热致效应。利用从激光束吸收的能量，作为高度集中的、强大的热源，促使介质局部熔化或蒸发，通常称为烧蚀记录⑸。在实际操作中，一般用

8、屯脑来处理信息,因为屯脑