基于近場光學的數據儲存
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摘 要：數據儲存器自信息化時代以來成為不可或缺的一項重要的機器設備配置，數據儲存空間大、費用低、體積小的數據儲存器的技術研究成為應時代要求的一項重點研究，今后信息數據的主要問題就在于數據儲存，只有儲存空間的不斷擴大，才能適應當今信息領域快速膨脹的趨勢。傳統的磁儲存技術在增加磁信息的存儲空間時，需要降低存儲數據信息的磁性顆粒的物理幾何特性，當超過幾何極限時，會影響存儲數據的不變性。光儲存技術的進展經過長期努力研究帶來了諸多重要成果，在今后很可能超越并替代磁儲存技術。本文將詳細敘述基于近場光學和表面等離子結構的儲存技術。
關鍵詞：數據儲存；近場光學；表面等離子體
近場光學在高密度數據儲存中有著重要的應用，其優點在于可儲存數據空間密度大、效率高。近場光學所擁有的超分辨特性是信息存儲中一項不可或缺的重要特性，是信息儲存技術與日俱進的重要基石和關鍵所在，牽引著許多新型近場光儲存技術的涌現。光儲存技術的概念是指介質在激光的作用下，引起其物理和化學性質的變化，這種改變被轉化成對應的存儲信息，最終被讀出的過程。其優點在于可高速記錄、低信息衰減性、非接觸讀寫、高密度儲存容量、靈活性高、多重儲存等。根據近場光學的特點，擁有超分辨率的光學儲存系統的讀寫光斑大大的低于衍射極限，這樣不僅可以具有高速的數據讀寫能力還能獲得高密度的數據容量。表面等離子體是基于近場光電子學的重要研究對象，其磁場強度在其表面處達到最大，沿著垂直的方向磁場強度呈指數遞減衰弱，當受到光子照射或高速電子的影響時所呈現的現象。表面等離子體所產生的特性在數據儲存中也有廣泛引用，本文將結合進場光學和表面等離子體的知識對熱輔助磁記錄、基于AFM原理的數據儲存、基于表面等離子透鏡的數據儲存系統、基于金屬納米棒的數據儲存、激光全息記錄技術等新方法進行原理和應用的詳盡的闡述。
諸多基于近場光學和表面等離子體結構的數據儲存技術的出現讓數據存儲呈現了一種新型趨勢，并且光儲存技術在高密度數據存儲中有著舉足輕重的地位，也是提高存儲密度的關鍵所在。這種由高頻率激光為讀寫介質的數據存儲比傳統的磁儲存技術成本低、靈活性高，在工藝制作上也與傳統的磁儲存不相上下。我們有理由相信光儲存技術已經成為數據市場成熟的主流技術。本文通過簡介熱輔助磁記錄技術、基于AFM原理的數據儲存技術、基于表面等離子體透鏡的錄入技術、基于金屬納米棒的記錄技術、激光全息記錄技術來介紹現代基本的基于近場光學和表面等離子體的數據儲存技術，但描述的內容較為淺顯，是一篇對光儲存技術的綜述。
熱輔助磁記錄采用的是納米級的細光束激光，這項技術的原理主要是通過激光加熱使磁盤表面的性質發生變化而達到存儲信息的目的。其中加熱原理的疊加技術相比以往的傳統磁記錄技術克服了超順磁的障礙，因此對于加熱磁盤材料的選擇也更加苛刻，要求其能在光照下產生明顯的磁效應，而在正常情況下又維持其穩定性。對于加熱磁頭來說也是工藝上的一個難點，不僅僅要集成激光源和探針，還要保證讀寫過程中激光照射的正確位置。這項技術仍然存在著需要改善的問題，但仍有令人期待的高存儲密度容量。
基于原子力顯微鏡的數據存儲能精準的對數據進行剖析和讀寫，能精準的控制錄入頭與錄入元件之間的空隙。目前基于這項原理而制造的“千足蟲”是該領域的熱點，是一款芯片存儲硬盤。這項技術通過加熱探針在有機材料上存儲信息，其中微懸臂的集成技術是該技術的難點所在，但也是未來高儲存小芯片的主流技術和熱點所在。
基于表面等離子體透鏡的錄入系統是一項基于理論十分扎實的應用，在該技術中涉及了后項波介質、近場倏失波、時間反演技術等的概念?；诒砻娴入x子體透鏡結構的光學系統是指等離子體透鏡陣列與光刻膠表面介質之間近場距離移動的一種系統，這項光學系統的設計優點在于高速轉盤能提高讀寫效率，實現高速錄入、成本不高。
基于金屬鈉米棒的記錄方式是一項基于光譜編碼原理的技術，這項通過對光譜編碼的新型概念很好的解決了當今信息化時代數據膨脹所面臨的挑戰和困難，并且有望將現今的儲存量提高一大數級。而金屬納米粒子所具有的特殊性質例如電子云振蕩、二光子吸收、受溫度變化變性等讓這一項數據存儲技術成為可能并且有極好的前景。
激光全息存儲技術是一種經典的光儲存技術，它利用了對應的攝影技術來進行信息的復刻和儲存，這項技術的優勢在于能很好的保證數據的穩定性、存儲的效率高、記錄空間大，是一種覆蓋介質內部存儲的技術，相比同一介質的不同存儲技術，極大的增加了存儲容量。
參考文獻
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作者簡介：徐成（1998-），女，漢族，湖南武岡，大學本科，中央民族大學，研究方向電子通信工程，北京海淀區，100081。
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