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         隨著光電等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類步入了一個(gè)全新的數(shù)字化時(shí)代和信息時(shí)代。由于信息的多媒體化，人們處理的不僅是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)、文字、聲音、圖像，而是由高清晰度和高質(zhì)量的聲音和運(yùn)動(dòng)圖像等綜合在一起的數(shù)字多媒體信息。由于需要處理、傳輸和存儲(chǔ)的信息急劇增加，這對(duì)信息的存儲(chǔ)和管理提出了越來(lái)越高的要求。為了滿足信息社會(huì)的發(fā)展需要，光電信息存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并成為現(xiàn)代信息社會(huì)中不可缺少的存儲(chǔ)技術(shù)之一。

        光電信息存儲(chǔ)技術(shù)是一種非接觸的寫(xiě)入和讀出，其原理是利用材料的某種性質(zhì)對(duì)光敏感的特性，當(dāng)帶有信息的光照射材料時(shí)，該性質(zhì)即發(fā)生改變，且能夠在材料中記錄這種改變，從而就實(shí)現(xiàn)了光信息的存儲(chǔ)。當(dāng)用激光對(duì)存儲(chǔ)材料讀取信息時(shí)，讀出光的性質(zhì)隨存儲(chǔ)材料性質(zhì)的改變而發(fā)生相應(yīng)的變化，于是就能實(shí)現(xiàn)對(duì)已存儲(chǔ)的光信息的讀取。

         現(xiàn)有的光電信息存儲(chǔ)技術(shù)與傳統(tǒng)的磁存儲(chǔ)技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)。

理論估計(jì)光儲(chǔ)存的面密度為1/λ²（其中λ是用于光存儲(chǔ)的波長(zhǎng)）的數(shù)量級(jí)，存儲(chǔ)的體密度可達(dá)1/λ³，因而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度高、容量大。

磁存儲(chǔ)的信息一般只能保留2?3年；而光存儲(chǔ)只要其介質(zhì)穩(wěn)定，壽命一般在10年以上，因而壽命長(zhǎng)。

用光讀/寫(xiě)和擦除是非接觸式的，不會(huì)磨損和劃傷存儲(chǔ)介質(zhì)，這不僅延長(zhǎng)了存儲(chǔ)壽命，而且使存儲(chǔ)介質(zhì)易于更換、移動(dòng)，從而更容易實(shí)現(xiàn)海量存儲(chǔ)。

由于光存儲(chǔ)密度高，其信息位價(jià)格低，可比磁記錄低幾十倍。

由于是光，并行程度高，更不受電磁干擾等。

        正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，光電信息存儲(chǔ)技術(shù)自激光器發(fā)明以來(lái)，就一直受到人們的極大關(guān)注。目前，最普遍最成熟的光電信息存儲(chǔ)技術(shù)是光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)。下面首先介紹光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)，接著介紹超大容量光帶存儲(chǔ)技術(shù)、全息存儲(chǔ)技術(shù)、超高密度存儲(chǔ)技術(shù)，以及它們?cè)诎卜乐械膽?yīng)用。

光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)

        第一代光盤(pán)存儲(chǔ)的光源用GaAlAs半導(dǎo)體激光器，波長(zhǎng)為0.78μm（近紅外），5寸光盤(pán)的存儲(chǔ)容量為0.76GB,即CD系列光盤(pán)；第二代光盤(pán)存儲(chǔ)的光源用GaAlInP激光器，波長(zhǎng)為0.65μm（紅光），存儲(chǔ)容量為4.7GB,即數(shù)字多功能光盤(pán)（DVD）系列；第三代光盤(pán)存儲(chǔ)已經(jīng)興起，使用GaN半導(dǎo)體激光器，波長(zhǎng)為0.41μm(藍(lán)光)，存儲(chǔ)容量可達(dá)27GB,為高密度數(shù)字多功能光盤(pán)，即HD-DVD光盤(pán)(藍(lán)碟)。20世紀(jì)80年代后期出現(xiàn)的磁光盤(pán)(MOD)技術(shù)和20世紀(jì)90年代初期出現(xiàn)的相變光盤(pán)(PCD)技術(shù)也得到了飛快發(fā)展，并且已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用。

光盤(pán)存儲(chǔ)的原理

        光盤(pán)是一種圓盤(pán)狀的信息存儲(chǔ)器件，它利用受調(diào)制的細(xì)束激光加熱介質(zhì)表面，使不同位置處的反射率改變，以記錄下存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。當(dāng)有激光束照明介質(zhì)層時(shí)，依靠各信息點(diǎn)處反射率的不同提取出被存信息。在光盤(pán)上寫(xiě)入信息的裝置稱為光盤(pán)記錄系統(tǒng)，能從光盤(pán)上讀出數(shù)據(jù)的裝置是光盤(pán)重放系統(tǒng)。前者如光盤(pán)文件記錄器，后者包括視頻光盤(pán)放像機(jī)和光盤(pán)文件檢索系統(tǒng)等。圖8-1給出了光盤(pán)寫(xiě)入讀出的原理示意圖。

圖8-1光盤(pán)寫(xiě)入讀出原理示意圖

         光盤(pán)寫(xiě)入記錄狀態(tài)如圖8-1(a)所示，載有音頻、視頻或文件信息的調(diào)制激光束被聚束透鏡縮小成直徑1左右的光點(diǎn)。細(xì)束激光的高能量密度加熱記錄介質(zhì)表面，使局部位置發(fā)生永久性變形，或者使金屬膜的結(jié)晶狀態(tài)發(fā)生變化。這些都造成介質(zhì)表面反射率的二值化改變。經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理之后，在盤(pán)面上形成了軌跡為螺旋或同心圓狀的一系列長(zhǎng)短不同的微小凹坑或其他形式的永久性變形點(diǎn)。這些信息點(diǎn)的不同編碼方式就代表了被存儲(chǔ)的信息數(shù)據(jù)。

        光盤(pán)讀出狀態(tài)如圖8-1(b)所示，將照明激光束聚焦在光盤(pán)信息層上。當(dāng)讀岀激光束落在光盤(pán)信息層的平坦區(qū)域時(shí)，大部分光束被反射回物鏡；當(dāng)光束落在凹坑邊緣時(shí)，反射光因衍射作用而向兩側(cè)擴(kuò)散，只有少量反射光能折回物鏡；當(dāng)光束落在凹坑底部時(shí)，由于坑深為1/4波長(zhǎng)，使反射光波相位恰巧與坑上的反射光相反，它們反相疊加的結(jié)果使坑內(nèi)反射光最暗，從而提高了信號(hào)的對(duì)比度。用光電檢測(cè)器接收反射回來(lái)的被信息點(diǎn)調(diào)制的光強(qiáng)，則輸出信號(hào)的電流△/可表示為

△/=STEoR(x,y)                          (8-1)