磁光存储
姓名：赵友娟学号：20081326032 班级：08应用物理学
摘要：本文主要综述了磁光存储的原理特点，磁光存储材料，一些能够提高磁光存储的技术，最后说明了磁光存储技术在我国的一些运用和发展方向。
关键字：磁光存储材料发展
0、引言
当今世界已经进入了信息化时代。信息量的爆炸式增长对信息存储技术提出了越来越高的要求，对高存储容量，高数据存取速度，高性能价格比存储设备不断增长的需求进一步推进了存储记录技术的发展。
磁光效应就是一束入射光进入具有固定磁矩的物质内部传输或者在物质界面反射时，波的传播特性发生改变。1845年，英国物理学家Faraday首次发现了磁致旋光效应。其后一百多年，人们又不断发现了新的磁光效应和建立了磁光理论，但磁光效应并未获得广泛应用。直到1950年代，磁光效应才被广泛应用于磁性材料磁畴结构的观察和研究。磁光记录是用激光在磁性薄膜介质上进行记录或重放的记录技术。
上世纪70年代，由于发现了GdCo薄膜具有垂直于薄膜表面的单轴异性，而且具有磁光克尔效应才使磁光材料逐渐应用于器件。1988年磁光盘的问世，是信息存储技术的重大突破。到90年代BiGa代DyIG抗毁伤磁光盘或加固磁光盘的成功应用，以及光纤通信无源磁光器件，如环型器、隔离器、调制器、开关等在近10年的研究发展，使磁光材料与器件成为现代通信、航空、航天、雷达、医疗不可缺少的关键材料。
磁光存储作为一种光存储和磁存储并存的存储方式，既有光存储的大容量，又有磁存储的可擦重写、自由插换和硬磁盘相接近的平均存取速度的优点。特别磁光盘具有保存时间长、可靠性高、使用寿命长、误码率小等优异性能。磁光盘发展的主要方向是提高存储密度，以求降低记录位的成本。磁光盘可通过缩短记录激光波长、磁超分辨读出技术(MSR)、磁畴放大读出技术(MAMMOS)、畴壁移动检测技术(DWDD)等方法使记录密度大幅度提高，而利用磁光超分辨近场结构光存储有望实现超高密度存储。
随着现代通信技术的发展，特别是近年来随着THz通信和成像技术的兴起，磁光子器件、磁调磁光子晶体以及磁光型THz调制器、滤波器、波导开关都将在未来的THz通信、光通信和微波/毫米波通信中发挥极其重要的作用, 因此对磁光材料和磁光器件的研究和开发可以说刚刚起步，其理论、模型、设计以及新效应、新器件、乃至新系统需要我们不断地探索。
1、磁光存储的原理及特点
在磁光记录的记录过程中，是用激光照射从而使局部升温来实现的。由于温度上升，被
照射部位的矫顽力下降。然后通过外部磁场的作用在这个矫顽力下降的部位进行磁记录激光的光斑用镜头聚焦而成，光斑直径可小到亚微米的程度。所以，磁光盘作为记录介质，再和垂直磁光膜结合起来应用，就可以实现高密度记录。记录信息读出（重放）的过程是：用形成直线偏光的激光照射记录介质，其反射光的偏光面与磁化方向相对应，互相向反方向旋转。这种重放过程就是利用克尔磁光效应来实现的。
在磁光记录过程中，无论记录还是重放，都要用激光，而这也正是光盘普遍采用的方法光盘大致有3类，即只读型、迫记型和可改写型。
1、只读型光盘，正如大家所知道的CD或LD；那样，是以凹凸的形式事先将音乐或图像信息记录下来，用户只能重放这些信息。
2、追记型光盘，用户虽然能够记录信息，但不能更写所记录的内容。它是作为文件资料或外部存贮装置使用的。
3、可改写型光盘，即可擦可录型光盘，用户不仅能记录信息，而且可将原来记录的内容抹掉，重新记录新的信息。
由此，磁光记录介质应该具有如以下特性：良好的垂直面各向异性，以进行垂直记录；在室温下有较高的矫顽力场，磁畴稳定性好，记录密度高；居里温度应在400-600K之间；高温时磁滞回线矩形度高，饱和磁感应强度与温度适当相关，矫顽力能确保磁畴的换向特性；在记录信息时有足够的光学吸收性，以便得到足够的局部温升；磁光优值较高；磁学与光学性能匀一致；长期稳定性好。
根据磁光记录原理，对实用的磁光存储介质性能的要求：
1、有显著的垂直膜面的磁各向异性，磁各向异性能要大于垂直磁化时的退磁能；
2、大的磁光记录灵敏度(降低激光记录功率)；
3、大的磁光效应(大的克尔角或大的法拉弟角) ；
4、低的磁盘写入噪音(没有或小的晶粒)；
5、足够高的读写循环次数( > 1×106次)；良好的抗氧化性，耐腐蚀性及长期稳定性；
6、居里温度在400～600K之间，补偿温度在室温左右。
2、磁光存储材料
虽然磁光记录的潜力被人们在1950年左右已经认识，但并没有找到合适的材料予以实现，从那时起人们对优化材料进行了大量的基础研究工作。直到1973年，日本学者Ghaudhari等发现稀土GdCo合金薄膜具有垂直于薄膜表面的单晶异性，这一问题才算解决。这表明该材料可以形成垂直于膜面的圆型柱状畴, 这些畴方向若向上或向下，便可以实现磁光数字存储。之后，国际上在1973~1980年间对RE-TM(稀土-过渡)金属合金磁光薄膜材料进行了大量的研究，并在1980 年发现了最优秀的TbFeCo磁光材料，这个划时代的发现，便开始了现代计算机外设磁光盘的先河。就目前研究和应用的材料而言，部分满足上述条件的材料分为如下3大类：
1、锰铋系合金薄膜：MnBi薄膜是研究最早的磁光存储材料之一。但因其存在居里温度高（360℃）、磁光旋转角偏小、信噪比低、存在强烈的晶界散射等缺点而使其应用与发展受到大大的限制。
2、稀土-过渡金属非晶膜（RE-TM）：RE-TM是近期研究比较多的磁光存储材料之一。RE-TM非晶膜的RE 和TM 原子磁矩反平行排列，饱和磁矩Ms，居里温度Tc和补偿温度Tcomp强烈地依赖于膜成分含量，而Ku(各向异性场)则强烈地依赖于淀积参数。单轴异性产生于自旋轨道耦合和磁偶极间相互作用机理。RE-TM合金的磁光效应来源于稀土原子d-f交换和过渡金属原子的d-d交换。RE-TM信噪比较高，且易于在各种衬底上制备大面积均匀膜。但其存在磁光效应不够大、易氧化、化学稳定性和热稳定性差等缺点，不利于信息的长期可靠存储。
3、稀土铁石榴石：稀土铁石榴石被公认为是最有应用前景的新一代磁光存储介质。此类晶体的物理化学性能稳定，耐腐蚀，耐高温，磁光偏转角大，且在近红外波段透明，可制成多层膜磁光盘。单掺Bi的YIG虽然有较高的磁光优值，但是材料的法拉第旋转对温度十分敏感，降低了实际工作条件下的光隔离率。为了获得磁光性能更为稳定的磁光晶体,双掺或多掺的含Bi铁石榴石晶体获得重视。
3、提高磁光存储性能的相关技术
3.1 提高磁光盘容量的技术
1、短波长激光技术因为磁光记录是用精细聚焦的激光束来写人或读取信息的，因此如何尽可能地减小激光斑直径是提高磁光盘记录密度增加存储容量的关键之一。
2、槽内、台面同时记录技术磁光盘表面预刻有一序列螺旋槽，槽与槽之间的区域称台。槽内、台面都用作记录信息的技术称槽内、台面同时记录技术。这样做的好处是能充分利用盘面。提高记录信息容量。但这样会造成道间信息串扰加剧。
3、区域恒角速度技术所谓区域恒角速度技术指的是磁光盘从内径到外径分成若干个带，每个带设定一种转速，越靠近外道转速越快，这样就能更充分地利用磁光盘外道空间，有效提高磁光盘的记录容量。
4、脉冲调制记录技术在新的磁光盘中则采用脉冲调制记录方式，又称坑缘记录方式。利用坑缘的两个边缘记录信息，坑位的前沿对应编码中的“1”这样做的好处在于能将磁光盘的存储容量和数据传输速率提高一倍左右。
3.2 提高磁光盘存取速度
早期的磁光盘记录方式是利用固定的在外磁场作用下，通过激光束加热磁记录层，记录信号由调制激光束提供。这种方法的缺点在于在记录新信息之前必须先对已记录的信息区域进行整个扇区或整个坑道的擦除，然后再录人新的信息，类似于已录有信号的录像带，在录制新信号之前先由消磁头将老信号消掉，
再录制新信号这样使系统信息存取时间比较长，比不上硬盘因而限制了在计算机中的应用。新一代的磁光盘采用了所谓直接重写技术，数据写人可一次完成，使读写速度提高一倍，提高了数据传输速度。直接重写技术有两种，即磁场调制直接重写和光调制直接重写。目前普遍采用的是磁场调制直接重写技术。
4、磁光存储技术在我国的运用和发展方向
磁光记录技术作为一种新的记录技术，是磁记录技术和光记录技术相结合的产物，反过来又成了它们的竞争对手磁光盘作为计算机可移动记录媒体的后起之秀，随着其存储容量大幅度增大，数据传速度的加快，加上可靠性高、保存信息时间长（至少60-100年）等优点，必将成为各种记录媒体的佼佼者。
我国于1992年由中科院等10多个单位共同研制出130mmMO盘，其主要技术指标均达到80年代先进水平，近几年磁光盘的生产已有所发展。例如四川成电记录中心和四川天极实业公司已生产出90mm 230MB，130mm 1. 3GB等磁光盘产品。但是，和国外相比，我国磁光盘的生产批量还不大，产品档次还不高。在磁光盘的研究方面，我国也比国外落后，我国的落后主要表现在设备和技术工艺上，如镀膜设备，监控系统，衬底加工及刻槽设备等方面。驱动器和伺服系统机械稳定性差，激光工作稳定性差，增加了噪音信号，降低了信噪比。磁光记录的研究和生产和其他许多技术联系在一起，如激光技术、机械工艺、材料研究等，我国要想在这一领域取得突破，还有许多工作要做。
预计今后磁光存储的发展方向为：
1、进一步提高磁光记录介质的性能，例如克服现在普遍使用的RE-TM抗氧化性较差的缺点。将记录介质的克尔角θK增加到1.5(°)。进一步完善记录方式和介质微结构工艺。
2、减小激光光斑尺寸，即使用波长更短的激光(波长降低1倍，容量可提高4倍)。
3、提高驱动器转速，降低激光头重量以此降低存取时间。
4、采用新技术提高信噪比，研制新型串扰抵消器，以降低误码率。
5、生产出CD-ROM和MO完全兼容的驱动器，并且ROM区(只读区)和可读可写区可共存于一张盘上，使盘上的一些重要信息不丢失或被病毒破坏。
5、结语
磁光存储技术作为一种新的记录技术，是磁记录技术和光记录技术相结合的产物。磁光盘作为计算机可移动记录媒体的后起之秀，随着其存储容量大幅度增大,数据传输速度的加快,加上可靠性高、保存信息时间长等优点，必将成为各种记录媒体的佼佼者。磁光存储技术今后的发展方向仍是不断扩大信息存储容量、提高信息的传输速度及处理速度，以及实现与CD-R、CD-R/W、DVD-RAM等多种媒体的兼容，降低成本，扩大其应用领域。
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信息存储发展史 远古信息存储 1.结绳记事 结绳记事是文字发明前，人们所使用的一种记事方法。即在一条绳子上打结，用以记事。上古时期的中国及秘鲁印地安人皆有此习惯，即到近代，一些没有文字的民族，仍然采用结绳记事来传播信息 上古无文字，结绳以记事。《易．系辞下》:"上古结绳而治，后世圣人易之以书契。"孔颖达疏:"结绳者，郑康成注云，事大大结其绳，事小小结其绳，义或然 也。"晋葛洪《抱朴子．钧世》:"若舟车之代步涉，文墨之改结绳，诸后作而善于前事。"后以指上古时代。例如：奇普（Quipu或khipu）是古代印加人的一种结绳记事的方法，用来计数或者记录历史。它是由许多颜色的绳结编成的。这种结绳记事方法已经失传，目前还没有人能够了解其全部含义。结绳记事（计数）：原始社会创始的以绳结形式反映客观经济活动及其数量关系的记录方式。结绳记事（计数）是被原始先民广泛使用的记录方式之一。文献记载：“上古结绳而治，后世圣人易以书契，百官以治，万民以察”（《易·系辞下》）。虽然目前末发现原始先民遗留下的结绳实物，但原始社会绘画遗存中的网纹图、陶器上的绳纹和陶制网坠等实物均提示出先民结网是当时渔猎的主要条件，因此，结绳记事（计数）作为当时的记录方式具有客观基础的。其结绳方法，据古书记载为：“事大，大结其绳；事小，小结其绳，之多少，随物众寡”（《易九家言》），即根据事件的性质、规模或所涉数量的不同结系出不同的绳结。民族学资料表明，近现代有些少数民族仍在采用结绳的方式来记录客观活动 2.甲骨文文字纸张 甲骨文是中国已发现的古代文字中时代最早、体系较为完整的文字。甲骨文主要指殷墟甲骨文，又称为“殷墟文字”、“殷契”，是殷商时代刻在龟甲兽骨上的文字。19世纪末年在殷代都城遗址被今河南安阳小屯发现，继承了陶文的造字方法，是中国商代后期（前14～前11世
2019年，第46卷，第3期Editorial 光存储技术与未来发展 ——专题导读 大数据时代对海量数据的长效低成本存储提出了更高的要求。但是，目前主流的数据保存方法，如磁盘、磁带和固态硬盘等，都存在维护成本高、电力消耗大、记录密度低、保存时间短、读取速度慢等问题。面对如此巨大的数据存储量，现有存储方式在低成本、长寿命等方面逐渐显露出问题的端倪。因此，迫切需要一种新型的存储技术，以弥补现有存储方式的不足。 以CD、DVD和BD光盘为代表的传统光存储技术，在保持数据时具有低成本和长寿命等优点，从上世纪八十年代开始发展至今，已经普及到各家各户。近些年，由于网络传送速度的提高，经历了数代进步的光盘市场逐渐变得萧条起来。但是，面对大数据时代对长期低耗保存的需求，光存储技术又迎来了它的春天。目前，传统光盘存储技术已经广泛应用到数据存储行业，以全息、多维变量和超分辨等为代表的新型光存储技术也在渐渐完善和发展，有些已接近于产业化。《光存储技术发展现状及展望》综述了各种光存储技术；在全息光存储方面，《光全息数据存储——新发展时机已至》概括了全息光存储技术的沿革和现状，《相位调制的同轴全息存储》综述了全息光存储在增加一维相位调制变量之后提高记录密度的有效方法，《应用于高密度存储的偏光全息技术研究进展》介绍了利用偏振这一维调制变量进一步提高全息存储记录密度的方法，《面向体全息存储技术的光致聚合物材料研究进展》着重回顾了全息存储材料的研究现状和未来发展趋势；除了全息光存储利用相位和偏振增加调制维度外，利用三维空间、波长和偏振的五维调制方式可通过《基于无序金纳米棒编码的多维光信息存储》和《大容量光存储的维度扩展》两篇文章来了解；除此之外采用双光束实现超分辨光存储的技术也是近年研究的热点，《超分辨光存储研究进展》和《面向产业化应用的双光束超分辨数据存储技术》是这一领域的两篇代表性文章。最后我们还选择了四篇研究论文：《一种基于信息物理集成的光盘自动标识系统》介绍了光盘存储系统中对批量光盘自动标识的系统，《一种用于光盘数据存储的冗余恢复码纠错方法》介绍了一种针对蓝光光盘数据存储的数据进行纠错恢复的方法，《全息掺杂光致聚合物的吸收光谱定量化分析》介绍了近期热门的掺杂光致聚合物的分析方法，《GdFeCo材料全光磁反转的微观三温度模型研究》介绍了磁光存储的新进展，为快速、大面积超快激光诱导的全光磁反转提供了有效手段。 希望此次推出的“光存储技术与未来发展”专题，通过综述目前支撑光存储技术发展的核心技术基础，展现创新的光存储技术，探讨未来光存储技术的发展趋势，为广大同行在研究未来光存储技术的物理机制，开发相应存储材料的时候，能够起到抛砖引玉之功效，更新我们对存储认知的传统观念，为光存储领域的发展带来新的进步。同时，推动这门古老技术的更新换代，开拓新型存储技术市场，确保我们的数据财富能够长久安全地保存下去。 最后需要说明的是，文中对技术的评价和未来预测等观点纯属作者个人之认知，不代表本刊编辑的观点。 专题特邀组稿人： 福建师范大学谭小地教授 华中科技大学谢长生教授 暨南大学李向平教授
信息存储技术由来已久,随着科技的高速发展以及海量数据存储需求的不断推动，存储介质和存储技术也发生着日新月异的变化。 1、存储介质的发展 从存储介质来说，目前主要可以分为磁盘、闪速存储器、固态硬盘和光盘等。 传统的磁盘采用盘片作为存储介质，利用马达和磁头的运转进行数据的读取，这些部件的物理和机械特性具有功耗高、体积大、易损坏、机械运动造成摩擦发热等局限，限制了磁盘存储系统性能的应用场合。 闪速存储器(Flash Memory)最早源于EPROM器件，不需要高电压就可以实现擦除和重复编程，可靠性较高，其读写速度和容量近年来还在大幅提升中。 固态硬盘(Solid State Disk，SSD)又称电子硬盘，是一种以大量半导体存储器(FLASH或DRAM)作为存储介质的硬盘，通过SSD控制芯片实现对存储介质的主机传输协议(如SATA协议)，实现数据的传输，具有抗震、宽温、无噪、可靠等优点。 光盘以“光信息”做为存储物的载体，具有容量大、可随机存取等优点，分不可擦写光盘，如CD-ROM，DVD-ROM等;和可擦写光盘，如CD-RW，DVD-RAM等。 在存储介质的研究，闪存以其独特的优势发展迅速，在容量和读写速度方面都在大幅提升，同时在各个领域里都有广泛的应用，美光公司推出的MT29F256G08A FLASH芯片单片的存储容量达到了256Gb。 纳米技术的突破使得纳米存储在不久的将来走向商业化。光存储技术也在飞速进步，常规的磁光和相变存储密度不断提高。 2、存储技术的发展 一直以来，存储系统的高速数据流与通用计算机低速的读写速度之间的矛盾是整个存储系统的瓶颈。 磁盘冗余阵列(Redundant Array of Independent Disk，RAID)技术、固态硬盘技术的使用缓解了这一矛盾。
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光存储技术和微缩胶片技术各自优缺点及其应用领域 班级：计算机072 学号：072523 姓名：吴磊 摘要：光存储技术和微缩胶片技术作为多媒体存储技术的重要组成部分，分别在不同的领域里发挥着不可替代的作用，但不可避免的两者都有一定的优缺点，随着数字时代的快速发展，多媒体存储技术的格局也必将为之发生改变。 引言 近几年来,信息存储技术飞速发展,各种曾经是高不可攀的存储设备,如高容量硬盘、可擦写CD以及磁光盘(MO)等,其价格都在大幅度下降。存储设备价格的普遍下滑给很多人带来一种困惑:多媒体存储技术的未来之路到底指向何方？飞速发展且日趋成熟的光存储技术与传统的微缩胶片技术究竟孰优孰劣？ 作为经典的电子信息存储技术,磁带已经被人们使用几十年了。随着硬盘、可擦写C D、MO等技术的发展,磁带技术会不会有朝一日被淘汰出局,与古老的结绳记事一样永远地成为历史呢? 从整体来看,信息存储全貌就象是一个金字塔,根据性能与价格的不同,包括几个技术层次(需要注意的是,我们这里所指的"性能"只是指数据的存取速度,并不包括该技术可靠性、可管理性等其它方面)。位于金字塔最底层的就是微缩胶片技术。微缩胶片所能提供的存储空间是十分有限的, 而且现今人们需要存储的不仅仅是文字信息,还包括声音、动画等多媒体信息。很显然,微缩胶片在这方面是无能为力的。相比之下光存储技术很好的实现了这一多媒体时代的要求，满足了使用者对除了简单的文字信息之外的多媒体信息的存储传播和使用。 光存储技术是采用激光照射介质，激光与介质相互作用，导致介质的性质发生变化而将信息存储下来的。读出信息是用激光扫描介质，识别出存储单元性质的变化。在实际操作中，通常都是以二进制数据形式存储信息的，所以首先要将信息转化为二进制数据。写入时，将主机送来的数据编码，然后送入光调制器，这样激光源就输出强度不同的光束。 伴随信息资源的数字化和信息量的迅猛增长，对存储器的存储密度、存取速率及存储寿命的要求不断提高。在这种情况下，光存储技术应运而生。多媒体应用系统存储的信息包括文本、图形、图象、动画视频影象和声音等多种媒体信息。这些媒体信息的信息量特别大，经数字化后，它们要求占用巨大的存储空间。传统的磁存储方式和设备存在着一定的限制，光存储技术的的发展则为多媒体信息的存储提供了新的方法和若干技术保证。光存储技术具有存储密度高、存储寿命长、非接触式读写和檫出、信息的信噪比高、信息位的价格低，检索方便等优点。而微缩胶片是数码相机时代之前的当代科技产物，人类利用胶卷摄影技术，复制书籍、报纸、杂志等出版物上的文字和图片之类，汇集制作为一个小胶片。该胶片有16-mm和35-mm两种型号。因为以当时的科技极限，微缩胶片比原物可以保存较长的时间，便于查阅，方便分类。及在以后的电子化过程中占有绝对的优势。此种方法大量的应用于以前的图书馆、档案馆等机构中。在一片数字革命浪潮过后，缩微保存需要长期保持为一个高度受重视和保护的地位。缩微胶片能保持经久不衰，是因为它的实践性。不同于数字时代，缩微胶片是一个几乎静态的技术，它是通过精心设计的国家级标准产品。当创建和存储根据这些标准做成的缩微胶片后，它们拥有500年的寿命。还值得一提的是，数字数据需要系统的使用一个复杂的检索访问他们需要的信息，而缩微胶卷（即缩微胶片和缩微胶片）对信息的读取则相对简单得多。 缩微胶片现在仍然是最普遍被接受的档案格式。由于它具备很好的可读性，可以被大多数人使用。35mm缩微胶片的使用提高了微小的文件的清晰程度。现在微缩胶片还被一些人认为是保存文档材料的最完美的媒介。除此之外它还有以下优点： 1．通过微缩胶片缩微档案文献收藏是较经济的方式。
信息存储的安全技术 朱立谷，任勇 （中国传媒大学计算机学院） 1.前言 随着数字信息的爆炸式增长，个人与组织对这些信息的依赖性不断增加，数据成为最重要的资产，而存储系统作为数据的储藏地和数据保护的最后一道防线，正逐渐成为整个信息系统的中心；此外，由于存储系统的网络化，被网络上的众多计算机共享，从而使存储系统变得更易受到攻击，存储系统往往成为攻击者的首选目标，达到窃取、篡改或破坏数据的目的；同时，数据在整个生命周期中会经过多个用户、网络和存储设备，存在多个可能的攻击点，数据在传输和存储过程中的安全性变得至关重要。 因此，人们对存储的关注中心发生了变化，在关心存储的容量、性能、可靠性和扩展性的同时，人们更关心存储的数据不被泄漏、篡改或删除，并在需要时候可以即时访问。 2.存储系统的安全 针对存储安全，SNIA（Storage Network Industrial Association，网络存储工业协会）给出了一个最基本的定义：保证数据在存储网络中的传输和存储的机密性（Confidentiality）、完整性（Integrity）和可用性（Availability）。机密性就是对抗对手的被动攻击，要保证数据不能被非法用户或未被授权用户复制和读取，或者即便数据被截获，其所表达的信息也不被非授权者所理解；完整性就是对抗对手主动攻击，数据不能被包括黑客、病毒和非法用户修改，防止信息被未经授权的篡改；可用性就是确保信息及信息系统能够为授权使用者所正常使用，要求在遇到包括攻击、灾难性事件等数据不能丢失。 存储系统提供的存储安全服务主要包括认证和授权、可用性、机密性和完整性、密钥共享和密钥管理施、审计和人侵检测等方面。 (1) 认证和授权。认证和授权是一个存储系统应该提供的最基本的安全服务，存储服务器在允许数据的生产者、消费者和管理者访问读或写之前，应该认证他们的身份是否合法，如果合法，则给一定的访问权限。认证可使用口令、数字签名和信息认证码等技术；授权可通过访问控制列表等或使用证书中列举了证书所有者的访问权限。 (2) 可用性。系统失效和拒绝服务攻击是难以阻止的，存储系统常采用复制与备份、冗余与容错等技术保证系统的可用性。
第2期(总 第13期) 2001年9月 中 国 计 量 学 院 学 报J OURNAL OF CHIN A INST ITU TE OF M ETROLOGY №.2(Sep.13)Ma r.2001 【文章编号】 1004-1540(2001)02-0006-07 【收稿日期】 2001-04-09 【作者简介】 金国藩(1929-),男,浙江绍兴人,教授,中国工程院院士、国家教育部科技委副主任,目前所从事的科学研究为计算全息,二元光学,光计算.超高密度光存储技术的现状和今后的发展 金国藩,张培琨 (清华大学精仪系光电工程研究所,北京 100084) 【摘 要】 文章综述了光存储领域的研究进展,主要包括体全息存储、近场光学存储和双光子双稳态存 储技术.在介绍各种存储技术发展现状的同时,分析了各自的优势和存在的问题.从整个光存储学科发 展的角度给出了未来的趋势. 【关键词】 光存储;体全息;近场光学;双光子 【中图分类号】 T N 29;O438 【文献标识码】 A 1 信息时代的光学存储 21世纪人类进入信息社会,知识经济成为推动社会进步,促进科技发展的强大动力,信息存储、传输与处理是提高社会整体发展水平最重要的保障条件之一.全球的信息量今后几年会以更快的速度增长.由于信息的多媒体化,人们需要处理的不仅是数据、文字、声音、图像,而且是活动图像和高清晰的图像等.一页A 4文件为2KB (千字节),而一张A 4彩色照片就占5M B (兆字节),放一分钟广播级的FMV 就要占40M B,可见信息量与日俱增.在信息技术的几个环节(获取、传输、存储、显示、处理)中,信息存储是关键.20世纪80年代到90年代,人们最关心的是信息处理,即如何提高计算机芯片的处理速率和效率,全球掀起的计算机主处理器竞争已使本世纪可达1GHz 的处理速度;随后通信网络的掀起及数据共享和通信使人们认识了网络时代的到来;面对21世纪,人们又在考虑如何有效地存储和管理越来越多的数据和如何应用这些数据,信息存储空间日益拥挤,信息数据的采集和数据管理体系的复杂性越来越高,以及网络的普及,导致21世纪信息技术的浪潮将在存储领域兴起. 光信息存储(简称光存储)作为继磁存储之后新兴起的重要信息存储技术(目前以光盘为代表的光学数字数据存储技术)已成为现代信息社会中不可缺少的信息载体.与磁存储技术相比,现有的光盘存储技术具有许多特点:(1)数据存储密度高、容量大、携带方便.目前普通的á120mm 的光盘能存储650M B,是硬磁盘的几十倍,软盘的几百倍.(2)寿命长、功能多.在常温环境下数据保存寿命在100年以上,且可根据用途采用不同介质制成只读型、一次写入型或可擦除型等不同功能的光盘.(3)非接触式读/写和擦.(4)信息的载噪比高,光盘的载噪比可达50dB 以上.(5)生产成本低廉、数据复制工艺简单、效率高. 以CD 系列为代表的第一代光盘技术产品的存储容量仍为十年前的650M B;第二代DVD 系列的单面双层存储容量为8.5GB,盘容量为17GB [1] ;2000年日本Sony 公司采用兰光激光器实现单面存储容量达25GB 的高密度DVR 已见报道[2].尽管如此,作为计算机科学中的关键研究领域
第∞卷第4期宁夏大学学报(自然科学版) 2o【】2年12月V”】23 N¨4 JouITlal—Nj”舒ja Unlve惜iIy(Na㈨刊h lence EdlLlo丌) 1)H 2L耵2 文章编号：【】253—2328(2002)04一(】326()4 三维光数据存储技术 刘青1’2，刘卜3，程光华2，陈国夫2 (1．宁夏大学物理电气信息学院，宁夏银川75002l； 2．中国科学院西安光机所瞬态光学技术国家童．置实验室．陕西西安710068 3中国科学院西安光机所空间室，陡西西安7I0068) 摘要：不断提高存储介质的存储客量和存储密度是信息科学的研宄热点之一，在三堆空间中进行数据存储将天幅度提高存储密度和存储容量，是实现超高密度光存储的有艘方法介绍了双圯予吸收光存储、光谱烧孔光薛储、激光仝息存储和透明介质的飞秒脉冲体存储等三维光存储的进展、数据存储的原理以_醍各种存储方法有待解决的问题 关键词：三雏光存储；双光子吸收光存储；光谱烧孔；飞秒脉冲体存储；奎息存储 分类号：(中图)TN249 文献标识码：A 近年来，信息科学发展迅猛，信息爆炸使人们需存储平面之外，再附加上第二三维，如存储介质体空间要存储和处理的信息量急剧增加．信息存储在罔民的z轴、入射光频率等．将数据记录在=维空间中．经济及现代军事科学技术中具有重要的地位人们从而犬幅度地提高J’仃储的密度及容量．：维光存对存储介质的存储密度和存储容量的要求在不断提储足进行高密度海量存储的·种有效的方法．：维高，探索新存储方法和存储介质是信息科学研究的光存储方法要求某层数据的写读不能受其他层数据热点之‘。。“，光信息存储(简称光存储)是继磁记的影响．录之后新兴起的信息存储的重要技术手段．近年来， 1二维光存储 光信息仃储不仅在技术f：取得r重大突破．在商业 性规模，{产方面乜获得了巨大成功，已逐渐形成了_二维光存储能将光存储的存储密度提高儿个敬·个引人注目的高科技产业．现在，cI)和DvD光盘量级．实现了维光存储的主要网难在于如何有救地已经成为记录音、像信息的基本存储体．这些存储体消除相邻数据层之州的相瓦串扰现在已经出现的一般使用激光束来记录和读出信息，冈为激光聚焦三维光存储方法有：将体空『．开』的z轴作为第二维的点亓】以达到l“n，以内，使得光存储可以获得比磁存双光子吸收光存储，透明介质的体存储．将频率作为储更高的密度和更大的容量．但是，光存储密度最终附加的第三维的光谱烧jL光存储和将参考光的入射受限r电磁波衍射极限的限制(即使使用无穷大物角度、位相作为第三维的全息光存储等技术镜进行写和读操作，可以达到最佳分辨率的数据佗下面分别介绍这些三维光存储技术的存储力法也小nJ能小于半个波长)，这一点限制了光存储面密和原理度的进一步提高．现存，商品化的光盘和磁盘已接近1．1双光子吸收光存储 这个极限．舣光子吸收光存储指介质中的分f同时吸收两现在使用的光存储技术一般还只是在单而或双个光子而被激发到较高的能级上．存双光子过程巾，面光盘l二存储数据，新的DvD技术也只能存储几层任何一个波长的一个光子都不足以被介质分子所吸数据却进一步提高数据的存储密度，充分和用存储收．只有两个光子同时被吸收才能使分子激发列较介质的空问，克服密度的限制，许多研究人员在二维高的能级r．两条光束必须在时问和卒矧f‘相17：重收稿日期：2002一10—31 基金项目：中国科学院创新研究项目作 者简介：则青(1962一)，男，剐教授，博士研究生，研究瞬态光学
存储技术应用现状调查 摘要在如今的存储市场上，有大量可供选择的技术。而且人们根据这些不同的选项可以作出很多不同的决定。有三个比较全面的存储选项值得你考虑：直连存储（DAS）、网络直连存储（NAS）、和存储区域网络（SAN）。正如你所期望的，每个选项都会满足特定的需要，并且每个选项都会有自己的优点和缺点，在作出决定之前你需要权衡一下利弊。 关键词直连存储；网络直连存储；存储区域网络 1.存储技术的介绍 1.1直连存储 在DAS(Direct Attached Storage)方式中，存储设备是通过电缆直接到服务器的。I/O(输入/输出)请求直接发送到存储设备。对于多个服务器或多台PC的环境，使用DAS方式设备的初始费用可能比较低，可是这种连接方式下，每台PC或服务器单独拥有自己的存储磁盘，容量的再分配困难；对于整个环境下的存储系统管理，工作烦琐而重复，没有集中管理解决方案。所以整体的拥有成本(TCO)较高。 任何曾经接触过服务器的人都会对DAS比较熟悉。DAS是一种将存储介质直接安装在服务器上或者安装在服务器外的存储方式。例如，将存储介质连接到服
务器的外部SCSI通道上也可以认为是一种直连存储方式。 DAS已经存在了很长时间，并且在很多情况下仍然是一种不错的存储选择。由于这种存储方式在磁盘系统和服务器之间具有很快的传输速率，因此，虽然在一些部门中一些新的SAN 设备已经开始取代DAS，但是在要求快速磁盘访问的情况下，DAS仍然是一种理想的选择。更进一步地，在DAS环境中，运转大多数的应用程序都不会存在问题，所以你没有必要担心应用程序问题，从而可以将注意力集中于其他可能会导致问题的领域。然而，DAS并不是总是具有美好的一面。首要的一个问题是IT经理必须要经常面对所谓的"空间问题"问题，这些问题需要考虑以下常见的方面：对于一个新的服务器，我需要多少存储空间？如果物资不充沛但需要增加空间时我应该如何做？目前市场上的一些选项可以帮助你减轻与这些问题相关的存储负担，但是不管怎样，你也需要对这种存储方式进行一次较好的评估，否则的话，你对存储所做的扩展将只是一个没有预测的表面上的需要。另外，你还需要管理几乎所有基于服务器的DAS系统，这意味着你需要在适当的位置上有一个监控服务器上每个物理单元的磁盘使用率工具。大多数的IT经理都不希望其磁盘空间在工作日的中间出现不够用的情况。在很多情况下，DAS是一种理想的选择：如果你的存储系统中需要快速访问，但是公司目前还不能接受最新的SAN技术的价格时或者SAN技术在你的公司中还不是一种必要的技术时，这是一种理想的选择。对于那些对成本非常敏感的客户来说，在很长一段时间内，DAS将仍然是一种比较便宜的存储机制。当然，这是在只考虑硬件物理介质成本的情况下才有这种结论。如果与其他的技术进行一个全面的比较--考虑到管理开销和存储效率等方面的因素的话，你就会发现，DAS将不再占有绝对的优势。对于那些非常小的不再需要其他存储介质的环境来说，这也是一种理想的选择。 1.2网络直连存储 NAS(Network Attached Storage)是一种将分布、独立的数据整合为大型、集中化管理的数据中心，以便于对不同主机和应用服务器进行访问的技术。它是一种专用数据存储服务器。它以数据为中心，将存储设备与服务器彻底分离，集中管理数据，从而释放带宽、提高性能、降低总拥有成本、保护投资。其成本远远低于使用服务器存储，而效率却远远高于后者。
论光存储技术 班级： 姓名： 学号： 2013.10.8
目录 摘要---------------------------------------------------------------------- 关键词---------------------------------------------------------------------- 引言---------------------------------------------------------------------- 一、光存储技术的原理及特点--------------------------------------- 二、光存储技术的分类----------------------------------------------- 三、光存储技术的发展及前景----------------------------------------- 参考文献
论光存储技术 辽宁科技大学应用物理系 2010级 指导老师：王颖 摘要伴随信息资源的数字化和信息量的迅猛增长，对存储器的存储密度、存取速率及存储寿命的要求不断提高。在这种情况下，光存储技术应运而生。光存储技术具有存储密度高、存储寿命长、非接触式读写和檫出、信息的信噪比高、信息位的价格低等优点。 关键词存储；信息；容量；介质 引言信息资料迅速增长是当今社会的一大特点。据统计，科技文献数量大约每7年增加1倍，而一般的情报资料则以每2年~3年翻一番的速度增加。大量资料的存储、分析、检索和传播，迫切需要高密度、大容量的存储介质和管理系统。磁存储和光存储作为当今数据存储的两种常用方式，具有各自的特点。磁存储应用较早，适合与计算机联用，信息存取方便、可靠，技术相对成熟，得到了广泛的应用；光存储的发展及应用则是随着激光技术的发明，步入了高密度光学数据存储的新阶段，指明了未来数据存储的新方向。 一、光存储技术的原理及特点 1.光存储的概念及其基本原理 光存储技术是用激光照射介质，通过激光与介质的相互作用使介质发生物理、化学变化，将信息存储下来的技术。其基本物理原理是：存储介质受到激光照射后，介质的某种性质（如反射率、反射光极化方向等）发生改变，介质性质的不同状态映射为不同的存储数据，存储数据的读出则通过识别存储单元性质的变化来实现。 作为光储存方式，已有近百年的发展历史。常见的照相术就是最早的光存储
《光信息存储》期末论文 题目： 姓名： 班级： 学号： 完成日期： 成绩：
光全息术的发展现状及未来趋势 摘要随着社会的发展和技术的进步，人们对信息的需求不断增加，对信息数据存储的要求也越来越高。从目前磁记录、磁光记录以及光盘记录的现状和发展趋势出发，指出现有的记录方法不能满足未来超大容量、高存取速率的要求。而全息存储将是最理想的存储技术。全息光存储技术是一种极具发展潜力的信息存储技术，因其具有高信息冗余度、高存储容量和高存取速率等有点而日益收到关注。 关键词全息光存储；存储材料 一、引言 随着光电等科学技术的发展，人类步入了一个全新的数字化时代和信息时代。由于信息的多媒体化，人们处理的不仅是简单的数据、文字、声音、图像，而是由高清晰度的和高质量的声音和运动图像等综合在一起的数字多媒体信息。 光电信息存贮技术是一种非接触的写入和读出，如光盘与磁盘相比，有使用寿命长、存贮密度高、容量大、可靠性高、图像质量好、存贮成本低等优点，因而获得广泛的应用。 尽管新一代的DVD已经进入市场，但光盘在不可擦除（尽管现在已有可擦除光盘，但使用寿命较低）和重写以及在数据传输速率等方面不占优势，而且又受光斑尺寸的限制，因而存储密度提高有限，所以出现了各种新型的超高密度光电存储技术。而其中光全息存储是当前比较热门的一种存储技术。 二、全息存储的背景 信息技术在经历了以解决计算机运算速度为主要任务的CPU时代和解决信息传播、传输、交换为主要矛盾的网络时代之后，现在又进入以解决信息存储和安全备份为主要矛盾的信息存储时代。 进入21世纪以来，通过开发新材料、改善材料存储性能、采用高性能软磁材料做磁头、缩小记录光斑尺寸、使用多层膜耦合及超分辨率读出等新技术手段，磁性和磁光记录存储的记录密度得到大幅度提高。磁盘的容量可达10Gb/in2，磁光盘的容量也可以达到20Gb/in2。但磁和磁光记录位不可能无限地小，它还受到无法克服的一个致命制约，这就是超顺磁效应。当磁和磁光记录介质中的铁磁颗
概述当前各类存储技术优缺点 在如今的存储市场上，有大量可供选择的技术。而且人们根据这些不同的选项可以作出很多不同的决定。在本文中，我们将概述当前的存储技术以及他们的优缺点。 由于每个服务器购买者都会问到这样一个基本的问题：在一次新的服务器购买过程中应该包含多大的存储空间？对于比较大的公司来说，你可能已经通过实现存储区域网络来解决这个问题。然而，对于那些大量存在的中小型组织和企业来说，直到最近，进行集中存储的价格仍然是他们所不能接受的。不考虑你的公司中所存在的特定情况，但是有一样是确定的：在如今的存储市场上，有大量可供选择的选项并且可以根据这些选项作出很多不同的决定。在本文中，我们将概述当前的存储技术以及他们的优缺点。对于你的公司业务来说，你可以使用TechRepublic网站提供下载的“存储产品对比表”来得到不同的选项，从而可以得到更好的想法。在本文的随后章节中，我将为这些解决方案提供一份更为深入的概述。 存储选项 至少有三个比较全面的存储选项值得你考虑：直连存储（DAS）、网络直连存储（NAS）、和存储区域网络（SAN）。正如你所期望的，每个选项都会满足特定的需要，并且每个选项都会有自己的优点和缺点，在作出决定之前你需要权衡一下利弊。 下面将详细的讨论每个存储选项。 直连存储 任何曾经接触过服务器的人都会对DAS比较熟悉。DAS是一种将存储介质直接安装在服务器上或者安装在服务器外的存储方式。例如，将存储介质连接到服务器的外部SCSI通道上也可以认为是一种直连存储方式。 DAS已经存在了很长时间，并且在很多情况下仍然是一种不错的存储选择。由于这种存储方式在磁盘系统和服务器之间具有很快的传输速率，因此，虽然在一些部门中一些新的SAN 设备已经开始取代DAS，但是在要求快速磁盘访问的情况下，DAS仍然是一种理想的选择。更进一步地，在DAS环境中，运转大多数的应用程序都不会存在问题，所以你没有必要担心应用程序问题，从而可以将注意力集中于其他可能会导致问题的领域。 然而，DAS并不是总是具有美好的一面。首要的一个问题是IT经理必须要经常面对所谓的“空间问题”问题，这些问题需要考虑以下常见的方面： 对于一个新的服务器，我需要多少存储空间？ 如果物资不充沛但需要增加空间时我应该如何做？
全息存储技术详解 激光全息存储技术是一种利用激光全息摄影原理将图文等信息记录在感光介质上的大 容量信息存储技术，它有可能取代磁存储和光学存储技术，成为下一代的高容量数据存储技术。传统的存储方式将每一个比特都记为记录介质表面磁或光的变化，而全息存储中将信息记录在介质的体积内，而且利用不同角度的光线可以在同样的区域内记录多个信息图像。 另外，磁存储和光存储每次都只能读写一个比特的信息，而全息存储可以并行的读写 数百万比特，这样可以使信号的传输速率大大超过目前光存储的速度。 记录数据 全息数据存储在光敏光学材料上通过非光学相干图样来记录信息。一束激光首先被分成两部分，产生暗像素和亮像素。通过调整参考光的角度、波长和介质的位置，理论上可以在 同一个空间记录下数千比特张全息图像。数据存储密度的极限是几十TB/立方厘米。2006年，InPhase科技发表了一份白皮书，称他们已经实现了500Gb/平方英寸的存储密度。据此我们可以推测出一张普通的光盘（写入半径大约4厘米）可以存储约3896.6Gb的信息。 读取数据 通过重新产生相通的参考光来重建全息图像可以将存储的数据读出。参考光聚焦在光敏材料之上，照亮了合适的干涉图样，光线在干涉图样上发生衍射，衍射图案投影到检测器上。检测器可以并行的将数据读出，一次就可以读出超过1兆比特的信息，因此数据率非常高。记录在全息驱动器中的文件的访问时间可以做到在200毫秒以下。 保存寿命 全息数据存储可以为公司提供保存信息的新方法。如果使用一次写入多次读取的方法， 可以保证内容的安全，防止存储的的信息被重写或者修改。全息存储制造商认为，这种技术可以提供安全的数据存储方案，储存数据的内容50年也不会发生变化，远远超过当前的数 据存储技术。反对观点认为，数据读取技术每十年就会发生巨大的变化，因此尽管有能力将数据保存50-100年，但是很有可能需要用到数据的时候却无法找到合适的读取设备来读取。
Differential RAID: Rethinking RAID for SSD Reliability 姓名：XXX 学号：XXXXXXXXX
Part 1：全文翻译： Differential RAID：针对SSD可靠性的重新思考 摘要 与传统的机械硬盘相比，固态硬盘的故障特征有很大程度的差异。具体来讲，SSD的误码率（BER）会随着写入量的的增加而攀升。因此，由SSD组成的RAID 阵列也会受到相关故障的影响。通过控制阵列间的写平衡，会使RAID在相近的时间内用坏所有设备。当阵列中的一个设备寿命终结时，其余设备的高误码率会导致数据的丢失。我们提出了Diff-RAID，一种基于校验的冗余解决方案，它在SSD阵列中创建年龄差异。Diff-RAID在阵列中不均匀地分配校验块，凭借高刷新率使得各设备的老化速率不同。在用新设备更换旧设备时，为维持这种年龄差异，Diff-RAID会重新分配每个设备上的校验块比例。我们用模拟器上12个闪存芯片的实际BER数据来评估Diff-RAID的可靠性，结果发现其可靠性要高于RAID-5，某些情况下会多达几个数量级。与此同时，我们还在由80 GB英特尔X25-M固态硬盘组成的5设备阵列上，使用软件实现来评估Diff-RAID的性能，实验结果显示，Diff-RAID是吞吐量和可靠性两者间的折衷。 关键词：RAID，SSD，Flash 1. 引言 近几年出现的固态器件（SSD）在许多应用场景中已成功替代了传统磁盘。固态硬盘产品可以提供每秒数千次的随机读写速率，这同时也消除了高性能计算数据中心潜在的I / O瓶颈并降低了功耗。虽然早期的SSD极其昂贵，但近几年来，由于Multi-Level Cell（MLC）技术的出现，使得SSD的成本得以显著降低。 但是，MLC设备的性能在很大程度上受到低耐力极限的制约。在连续的写
明晰三种常见存储技术：DAS、SAN和NAS 随着企业网络应用的时间和应用的数据量的加大，企业已经感觉到存储容量和性能落后与网络的应用发展需求，特别是流媒体企业，在这种应用条件下满足用户的存储需求的技术应用诞生，DAS、NAS和SAN三种存储技术成为当今主流的存储技术。 发现自己知识还是非常匮乏的，首先我还是来总结一下基础知识吧，当然这些都是存储互联网上找到的资料，原创不属于本作者，这里也是为了分析存储知识而已。希望能够跟更多的人来探讨存储，从而学到更多的知识。 今天我们来看一下存储的分类，根据服务器类型分为：封闭系统的存储和开放系统的存储，封闭系统主要指大型机，开放系统指基于Windows、UNIX、Linux等操作系统的服务器；开放系统的存储分为：内置存储和外挂存储；外挂存储根据连接的方式分为：直连式存储（Direct-Attached Storage,简称DAS）和网络化存储（Fabric-Attached Storage,简称FAS）；网络化存储根据传输协议又分为：网络接入存储（Network-Attached Storage,简称NAS）和存储区域网络（Storage Area Network,简称SAN）。 是不是看着有点乱，那我们对照下面的图片来看一下，这样也许就会清晰多了。 DAS存储 DAS存储在我们生活中是非常常见的，尤其是在中小企业应用中，DAS是最主要的应用模式，存储系统被直连到应用的服务器中，在中小企业中，许多的数据应用是必须安装在直连的DAS存储器上。 DAS存储更多的依赖服务器主机操作系统进行数据的IO读写和存储维护管理，数据备份和恢复要求占用服务器主机资源（包括CPU、系统IO等），数据流需要回流主机再到服务器连接着的磁带机（库），数据备份通常占用服务器主机资源20-30%,因此许多企业用户的日常数据备份常常在深夜或业务系统不繁忙时进行，以免影响正常业务系统的运行。直连
一、磁存储技术的原理 磁存储技术的工作原理是通过改变磁粒子的极性来在磁性介质上记录数据。在读取数据时，磁头将存储介质上的磁粒子极性转换成相应的电脉冲信号，并转换成计算机可以识别的数据形式。进行写操作的原理也是如此。 要使用硬盘等介质上的数据文件，通常需要依靠操作系统所提供的文件系统功能，文件系统维护着存储介质上所有文件的索引。因为效率等诸多方面的考虑，在我们利用操作系统提供的指令删除数据文件的时候，磁介质上的磁粒子极性并不会被清除。操作系统只是对文件系统的索引部分进行了修改，将删除文件的相应段落标识进行了删除标记。目前主流操作系统对存储介质进行格式化操作时，也不会抹除介质上的实际数据信号。正是操作系统在处理存储时的这种设定，为我们进行数据恢复提供了可能。值得注意的是，这种恢复通常只能在数据文件删除之后相应存储位置没有写入新数据的情况下进行。因为一旦新的数据写入，磁粒子极性将无可挽回的被改变从而使得旧有的数据真正意义上被清除。 另外，除了磁存储介质之外，其它一些类型存储介质的数据恢复也遵循同样的原理，例如U盘、CF卡、SD卡等等。举个例子来说，目前几乎所有的数码相机都遵循DCIM 标准，该标准规定了设备以FAT形式来对存储器上的相片文件进行处理。 二、数据问题 存储设备本身的损坏为物理性损坏，而对于非存储设备问题称之为逻辑性损坏。在现实情况下遇到的大多数问题都属于逻辑性损坏之列。实际遇到的绝大多数数据问题都是逻辑性损坏，所以可以根据情况，对相对要求较低的数据恢复任务，使用数据恢复软件进行低成本的数据恢复工作。 以对硬盘进行数据恢复为例，介绍在进行专业性的数据恢复工作时所执行的基本步骤。所有恢复工作都是在具备国际百级要求的无尘净室（Clean Room）中进行的，并且
光存储与闪存之间的优劣势 光存储技术与闪存相比而言，两者都经历了不同的发展历史，光存储技术相对于闪存来说技术产生要更早，技术上也相对更加稳定、纯正，同时也处于技术更新的瓶颈；而闪存相对而言发展历史比较短，技术上也有相当大的提升空间，同时也更能满足当代社会发展的需求。 一：光存储 伴随信息资源的数字化和信息量的迅猛增长，对存储器的存储密度、存取速率及存储寿命的要求不断提高。在这种情况下，光存储技术应运而生。光存储技术的发展经过了如下一些重要过程： 1.1 只读式光盘记录信息：记录介质为涂有光刻胶的玻璃盘基。在调制后的激光束的照射下，再经过曝光、显影、脱胶等过程，正像母盘上就出现凹凸的信号结构。之后利用蒸发和电镀技术，得金属负像母盘，最后用注塑法或光聚合法在金属母盘上复制光盘。读出信息：激光照射在凹坑上，利用凹坑与周围介质反射率差别读出信息。 1.2 CD-R 光盘记录信息：利用热效应。用聚焦激光束照射 CD-R 光盘中的有机染料记录层，照射点的染料发生汽化，形成与记录信息对应的坑点，完成信息的记录。读出信息：利用坑点与周围介质反射率的区别。 1.3 可檫写光盘 （1）相变型存储材料的光盘记录信息：高功率调制后的激光束照射记录介质，形成非晶相记录点。非晶相记录点的反射率与未被照射的晶态部分有明显的差异。读出信息：用低功率激光照射存储单元，利用反射光的差异读出信息。信息的擦除：相记录点在低功率、宽脉冲激光照射下，又变回到晶态。 （2）磁光存储材料的光盘记录信息：记录介质为磁化方向单向规则排列的垂直磁光膜。在聚焦激光束照射下，发生热磁效应，记录点的磁化方向发生变化，进而完成信息记录。读出信息：利用法拉第效应和克尔效应。信息的擦出：在激光的作用下，改变偏磁场的方向，删出了记录信息。 2 第一代、第二代光盘技术 多媒体信息时代的第一次数字化革命是以直径为 12cm 的高音质 CD（Compact disc）光盘取代直径为 30cm 的密纹唱片。这其中包括 CD-ROM, CD-R 和 CD-RW 类型。CD 光盘使用的激光波长为 780nm，数值孔径为 0.45，道间距为 1.6um，存储容量为 650MB。第二代数字多用光盘 DVD(Digital Versatile Disk)使用的激光波长为 635/650nm，数值孔径为 0.6，道间距为 0.74um，单面存储容量为4.7GB，双面双层结构的为 17GB。DVD光盘系列有 DVD-ROM, DVD-R, DVD-RW, DVD+RW 等多种类型。目前 DVD-Multi 已兼容了 3 蓝光存储及近场光存储 高清晰度电视 HDTV(High-Definition)的投入使用，要求研发出更高存储密度的光盘，蓝光存储、近场光存储等应运而生。 3.1 蓝光存储 光存储密度与［NA／λ］成正比，所以提高存储密度首先想到的是缩短波长和
2019年全息光存储技术研发项目可行性研究报告 2019年4月
目录 一、项目概况 (3) 二、项目建设的可行性 (3) 1、国家政策支持数据存储行业的自主可控研发 (3) 2、公司是具备光存储介质核心技术的企业，沉淀了雄厚的技术实力、开发经验和技术积累可为全息光盘开发提供技术基础 (4) 3、行业技术积累为项目实施提供借鉴 (4) 三、项目与公司现有主要业务、核心技术之间的关系 (4) 1、与现有主要业务关系 (4) 2、与核心技术之间的关系 (4) 四、项目投资概算 (5) 五、项目实施周期和时间进度 (5) 六、项目环境保护 (5) 1、废水处理 (5) 2、废气处理 (6) 3、废物处理 (6) 4、噪音处理 (6)
本项目面向行业进入新的技术发展周期的机遇与挑战，开展全息光存储介质及读取设备相关的下一代全息光储技术产业化应用研究，突破该领域关键核心技术，持续保持公司在光存储领域底层介质技术的核心竞争力，并实现我国光存储在国际标准及技术专利话语权上的突破。 一、项目概况 本项目投资资金13,109.60万元。 本项目将在公司现有研发工作的基础上，通过构建专属、高效的研发及测试环境，完善产品、技术的研发创新体系，紧跟国际光存储技术发展动态和产业趋势，开展全息通用光存储介质及光驱等技术研究，以建立一套自主可控的超高密度的全息光存储介质产品及其读写装置为目标，未来可面向大数据应用构建超高密度全息数据存储系统，为公司的未来可持续发展建立核心技术根基。 二、项目建设的可行性 1、国家政策支持数据存储行业的自主可控研发 2016年发布的《国家信息化发展战略纲要》明确提到要打造国际先进、安全可控的核心技术体系，带动基础软件、核心元器件等薄弱环节实现根本性突破。