„Privatūs asmenys ir organizacijos kuria vis daugiau informacijos, sukeldami desperatišką poreikį efektyvesnių duomenų saugojimo sprendimų, galinčių pasiūlyti didelę talpą, mažas energijos sąnaudas ir ilgą informacijos saugojimą, – aiškina doktorantas Yuhao Lei iš Southamptono universiteto (Jungtinė Karalystė). – Debesų kompiuterija labiau skirta laikiniems duomenims, tuo tarpu manome, kad 5D duomenų kaupimas stikle galėtų pasitarnauti ilgalaikiam informacijos saugojimui nacionaliniuose archyvuose, muziejuose, bibliotekose ar privačiose organizacijose“.
„Optica Publishing Group“ leidžiamame žurnale „Optica“ Y.Lei su kolegomis aprašo savo naują duomenų rašymo metodą, apimantį du optinius matmenis ir tris erdvinius. Naujuoju būdu galima įrašyti 1 000 000 vokselių per sekundę – kas atitinka maždaug 230 kilobaitus duomenų (daugiau nei 100 teksto puslapių) per sekundę.
„Mūsų naudojamas fizikinis mechanizmas nėra kuo nors išskirtinis, – sako Y.Lei. – Tad tikimės, kad toks efektyvus rašymo metodas galėtų būti panaudotas ir greitam trimačiam permatomų medžiagų nanostruktūrizavimui optikoje ir mikrohidrodinamikoje“.
Greitesnis, geresnis lazerinis rašymas
Nors 5D optinis duomenų saugojimas skaidriose medžiagose nėra naujiena, tikru iššūkiu tapo duomenų įrašymas pakankamai sparčiai ir dideliu tankumu. Šią kliūtį tyrėjai įveikė didelio veikimo dažnio femtosekundiniu lazeriu sukurdami mažos duobeles, o kiekvienoje iš jų – po 500⨉50nm nanolakštelių struktūrą.
Užuot femtosekundiniu lazeriu rašę tiesia į stiklą, tyrėjai šviesa kūrė optinį reiškinį, vadinamą artimo lauko sustiprinimu – kai atskiru šviesos impulsu sukelto mikrosprogimo izotropinėse nanoertmėse keliais silpnais šviesos impulsais sukuriamos nanolakštelių struktūros. Nanostruktūrų kūrimui naudojant artimo lauko sustiprinimą, sumažėjo šiluminiai pažeidimai, kėlę problemas įrašant kitais didelio dažnio lazeriais.
Kadangi nanostruktūros anizotropiškos, jos sukuria dvigubą šviesos lūžimą, charakterizuojamą šviesos poliarizacijos ašies orientacija (4 matmuo, atitinkantis nanolakštelių struktūrą) ir slopinimo stiprumą (5 matmuo, apibrėžiamas nanostruktūros dydžiu). Įrašant duomenis į stiklą, poliarizacijos ašies orientacija ir slopinimo stiprumas gali būti kontroliuojami šviesos poliarizacija ir intensyvumu.
„Šis naujas būdas paspartina duomenų įrašymą iki praktinio naudojimo lygio, tad galime dešimtis gigabaitų įrašyti per priimtiną laiką, – sako Y.Lei. – Naudojant stipriai lokalizuotas, preciziškas nanostruktūras, padidėja laikmenos talpa, nes tame pačiame tūryje galima įrašyti daugiau vokselių. Be to, naudojant šviesos impulsus, įrašymui reikia mažiau energijos“.
Duomenų rašymas į stiklinius CD
Panaudodami savo naują metodą, tyrėjai įrašė 5 gigabaitus teksto į maždaug įprasto kompaktinio disko dydžio kvarco diską – ir nuskaitė informaciją beveik 100 proc. tikslumu. Kiekviename vokselyje yra keturi informacijos bitai, ir du vokseliai atitinka vieną teksto elementą. Naudojant šį metodą, tokiame diske būtų galima sutalpinti 500 terabaitų duomenų. Pritaikius lygiagretaus įrašymo sistemą, tokį diską būtų galima įrašyti per maždaug 60 dienų, teigia tyrėjai.
„Dabartine sistema galime įrašyti terabaitus duomenų, kurie galėtų būti naudojami, pavyzdžiui, išsaugoti asmens DNR informaciją“, – svarsto tyrėjų komandos vadovas Peteris G. Kazansky.
Dabar tyrėjai stengiasi padidinti informacijos įrašymo šiuo metodu spartą ir padaryti šią technologiją prieinamą ne vien laboratorijoje. Kad duomenų saugojimas tokiomis priemonėmis būtų praktiškas, dar reikės sukurti ir spartesnius duomenų nuskaitymo metodus.
Tyrimą galima rasti čia.
Parengta pagal phys.org.
