211service.com
Kā ierakstīt trīs terabaitu kompaktdisku
Tā kā gigabaiti filmu, attēlu, audio un teksta aizpilda arvien vairāk kompaktdisku un DVD, noteikti ir vajadzīgi labāki veidi, kā ietaupīt vairāk datu. Pētnieku grupa Hārvardas Universitātē ir izstrādājusi paņēmienu, kas varētu palīdzēt ievērojami palielināt parasto optisko disku ietilpību. Viņi ir izgatavojuši nano antenu, kas būvēta tieši uz lēta, jau nopērkama lāzera, kas fokusē gaismu uz daudz mazāku vietas izmēru, nekā tas ir iespējams ar pat labākajiem tradicionālajiem objektīviem, potenciāli ļaujot optiskajā ierīcē ierakstīt vairāk bitu. disku.
Optiskās nano antenas datorsimulācija, ko izgatavojuši Hārvardas pētnieki. Antena sastāv no diviem ar zeltu pārklātiem nanostieņiem, kas atdalīti ar 30 nanometru atstarpi, un tā var fokusēt gaismu no komerciālā lāzera uz vietu, kas ir tikai 40 nanometrus plata. To var izmantot, lai kompaktdiskā vai DVD ierakstītu terabaitus, nevis gigabaitus. (Kredīts: Ertugrul Cubukcu)
Diska uzglabāšanas ietilpība palielinās, jo samazinās gaismas viļņa garums, ko izmanto datu ierakstīšanai; Kompaktdiski tiek rakstīti un lasīti, izmantojot gaismu ar viļņa garumu 780 nanometri, DVD diski izmanto 650 nanometrus, un HD-DVD un Blu-ray diski izmanto 405 nanometrus. Viļņu garumiem, kas ir īsāki par 405 nanometriem, būtu nepieciešami pārāk dārgi gaismas avoti plaša patēriņa elektronikai.
Problēma ir tā, ka parastās lēcas var fokusēt gaismu tikai līdz pusei no viļņa garuma, kas ir fiziska barjera, ko sauc par difrakcijas robežu. Hārvardas pētnieki tomēr pārkāpa šo ierobežojumu, atsakoties no tradicionālās optikas par labu nanooptiskām metodēm. Mēs varam apiet viļņa garuma ierobežojumu, izmantojot antenu, saka Kens Krozjē , Hārvardas elektrotehnikas docents.
Crozier komanda, Federiko Kapaso , universitātes lietišķās fizikas profesors, un maģistranti Ēriks Korts un Ertugruls Kubukcu izstrādāja optisko antenu, lai fokusētu gaismu no komerciāla lāzera (ar viļņa garumu 830 nanometri) uz vietas izmēru 40 nanometri. Izmantojot šo izšķirtspēju, jūs varētu iepakot vairāk nekā trīs terabaitus [apmēram 3000 gigabaitu] vērtu datu kompaktdiska izmērā, lēš Crozier. Tas ir pietiekami, lai ievietotu vairāk nekā 300 pilnmetrāžas filmas. Salīdzinājumam, divslāņu HD-DVD vai Blu-ray diskā var būt attiecīgi 30 gigabaiti vai 50 gigabaiti.
Antena sastāv no diviem ar zeltu pārklātiem nanostieņiem, kurus atdala 30 nanometru plata sprauga, norāda Crozier. Kad lāzera gaisma skar nanostieņus, tas iedarbojas uz zeltā esošajiem elektroniem, izstumjot tos no vietas. Tomēr elektroni ilgstoši nepaliek pārvietoti un tiek atvilkti atpakaļ sākotnējā stāvoklī. Bet viņi to pārspēj, saka Krozjē, un atlec no vietas, svārstoties kā masa uz atsperes.
Šie svārstīgie elektroni ietekmē niecīgo atstarpi starp nano stieņiem. Ja jūs uzņemtu antenas momentuzņēmumu, saka Krozjē, jūs redzētu, ka vienā spraugas pusē sakrājas pozitīvi lādiņi, bet otrā - negatīvie. Nano stieņi un sprauga darbojas kā niecīgs kondensators ar pretējiem lādiņiem spraugas pretējās pusēs, kas efektīvi koncentrē lāzera gaismas enerģiju aptuveni spraugas lielumā. Šī vieta saglabā savu izmēru aptuveni 10 nanometru attālumā no antenas, pirms tā sāk izplatīties.
Lai gan 10 nanometru atstarpe ir niecīga, pētnieki varētu izveidot jauna veida optiskās lasīšanas un rakstīšanas galviņas, izmantojot šo tehnoloģiju, iesaka Crozier. Viņš norāda, ka magnētiskās uzglabāšanas nozare darbojas ar tikpat mazu atstarpi starp galvu un vidi.
Krozier saka, ka nano antenu izmantošana optiskās gaismas fokusēšanai nav pilnīgi jauna ideja, taču viņu darbs, kas publicēts Lietišķās fizikas burti , ir pirmā reize, kad antena ir integrēta tieši lāzerā. Tas nodrošina priekšrocības ražošanā, jo gaismas avots un antena ir vienā iepakojumā. Viņš saka, ka tas ir ārkārtīgi kompakts un vieglāk lietojams, jo izlīdzināšana ar lāzeru un antenu tiek veikta ražošanas laikā.
Ir daudz pētījumu, lai samazinātu gaismas plankumu izmēru, taču tas ir īpaši pievilcīgs datu uzglabāšanas nozarei, saka Bae-Ian Wu, MIT Elektronikas pētniecības laboratorijas pētnieks. Nano antenas izmantošana ir tikai viens no veidiem, kā iegūt superizšķirtspēju, kas ir mazāka par gaismas viļņa garumu. Bet viņš saka, ka Hārvardas pētnieku darbs ir ļoti labs tādā ziņā, ka viņi veic optiskus eksperimentus, lai atbalstītu savu teoriju, kamēr daži dokumenti ir tikai teorijas jomā. Viņš piebilst, ka Hārvardas zinātnieki to vienkārši izdarīja.
Crozier saka, ka viņa komanda pēta ražošanas metodes, kas var vēl vairāk samazināt plankuma izmēru līdz 20 nanometriem. Viņi arī pēta alternatīvas zelta metālam, kas pašlaik pārklāj viņu nanostieņus. Piemēram, sudrabs varētu efektīvāk fokusēt gaismu nekā zelts tajos viļņu garumos, ko izmanto plaša patēriņa elektronikas nozare.