光學(xué)顯微鏡下的石英玻璃存儲(chǔ)技術(shù)

    我們知道，石英玻璃具有出色的耐熱性及耐水性，即使在1000℃的高溫下對(duì)記錄有數(shù)據(jù)的石英玻璃加熱兩個(gè)小時(shí)，微小凹點(diǎn)也幾乎不會(huì)劣化。根據(jù)石英玻璃的這一特性，日立制作所近日宣布，開(kāi)發(fā)出了與CD的記錄密度相當(dāng)?shù)摹⒃谑⒉Ａ?nèi)部記錄數(shù)據(jù)以及提取數(shù)據(jù)的技術(shù)。在透射顯微鏡下我們能清晰的看到記錄微小凹凸點(diǎn)。該技術(shù)在室溫下可保存數(shù)據(jù)數(shù)億年，可用于文化遺產(chǎn)及政府公文等要求保存數(shù)百～數(shù)千年的數(shù)據(jù)。
    日立此次的研究是將數(shù)據(jù)記錄在2cm見(jiàn)方的石英玻璃內(nèi)，記錄密度為40MB/平方英寸，記錄層為4層，點(diǎn)距為2.8μm。日立開(kāi)發(fā)出了以高功率激光同時(shí)寫(xiě)入100個(gè)微小凹點(diǎn)的技術(shù)，能夠以1.5Kbit/秒的速度記錄數(shù)據(jù)。該公司2009年開(kāi)發(fā)出了在石英玻璃內(nèi)記錄數(shù)據(jù)的技術(shù)，但只能逐bit記錄，且記錄密度較低。而此次的技術(shù)利用圖像處理技術(shù)輕松讀取信號(hào)，即使用倍率為20倍的普通透射型顯微鏡也可辨別出微小凹點(diǎn)。

    光盤(pán)及磁盤(pán)等普通存儲(chǔ)介質(zhì)的壽命為數(shù)年～數(shù)十年，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)千年的數(shù)據(jù)保存。另外，在火災(zāi)等高溫環(huán)境下數(shù)據(jù)還容易消失。比如BD-RE，由于是用激光將金屬膜瞬間加熱至數(shù)百度而形成凹點(diǎn)，因此如果暴露于1000℃高溫下數(shù)據(jù)就會(huì)消失。
    此次的存儲(chǔ)技術(shù)之所以具有高耐熱性，原因之一是，數(shù)據(jù)記錄利用的是光子與石英玻璃之間特殊的相互作用，而不是磁力和高溫。具體來(lái)說(shuō)，就是利用高功率的飛秒激光，在石英玻璃內(nèi)部誘發(fā)“4光子吸收”這種非線(xiàn)性光學(xué)現(xiàn)象，由此在光學(xué)顯微鏡下我們能洞悉石英玻璃內(nèi)部形成的微小“空洞”。