光学显微镜下—石英玻璃存储技术的研究

我们知道，石英玻璃具有出色的耐热性及耐水性，即使在1000℃的高温下对记录有数据的石英玻璃加热两个小时，微小凹点也几乎不会劣化。根据石英玻璃的这一特性，日立制作所近日宣布，开发出了与CD的记录密度相当的、在石英玻璃内部记录数据以及提取数据的技术。在透射显微镜下我们能清晰的看到记录微小凹凸点。该技术在室温下可保存数据数亿年，可用于文化遗产及政府公文等要求保存数百～数千年的数据。

日立此次的研究是将数据记录在2cm见方的石英玻璃内，记录密度为40MB/平方英寸，记录层为4层，点距为2.8μm。日立开发出了以高功率激光同时写入100个微小凹点的技术，能够以1.5Kbit/秒的速度记录数据。该公司2009年开发出了在石英玻璃内记录数据的技术，但只能逐bit记录，且记录密度较低。而此次的技术利用图像处理技术轻松读取信号，即使用倍率为20倍的普通透射型显微镜也可辨别出微小凹点。

光盘及磁盘等普通存储介质的寿命为数年～数十年，无法实现数千年的数据保存。另外，在火灾等高温环境下数据还容易消失。比如BD-RE，由于是用激光将金属膜瞬间加热至数百度而形成凹点，因此如果暴露于1000℃高温下数据就会消失。此次的存储技术之所以具有高耐热性，原因之一是，数据记录利用的是光子与石英玻璃之间特殊的相互作用，而不是磁力和高温。具体来说，就是利用高功率的飞秒激光，在石英玻璃内部诱发“4光子吸收”这种非线性光学现象，由此在光学显微镜下我们能洞悉石英玻璃内部形成的微小“空洞”。