激光存储技术..
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(光存储原理与应用)诸论
光存储的应用领域
军事
军事用途包括高雷达分辨率地形数据图以及自主 导航等等。
文化遗产
文化遗产保护方面，光存储技术被应用于数字化 文献、图片、音频和视频的归档与保存，并保证 其可持续性。
医疗
光存储技术也被应用于医疗图像的存储和传输。
生产管理
光存储技术已被广泛应用于生产管理、企业信息 管理和知识管理等方面。
2
未来
光存储技术的发展前景广阔，将有望在容量高、读取速度快、使用寿命长等方面继续有大 幅度的提高。
3
远景
将来我们可能会发现利用光存储技术储存数据的方式已经成为了非常稳定和可靠的技术。
光存储与其他存储技术的对比
存储介质 硬盘 闪存 光存储
容量 较大 有限 较大
使用寿命 较长 有限 较长
读写速度 较快 较快 较快
3 光存储的优点
光存储具有容量大，读取速度快，使用寿命长等许多优点。
光存储的工作原理
激光写入
光盘的读取过程ຫໍສະໝຸດ 利用激光束对存储介质进行扫描， 改变介质的物理性质，记录数据。
利用激光束在存储介质上进行反 射和散射，记录数据的信息被传 输到电子器件中。
与硬盘的对比
与传统的硬盘相比，光存储技术 具有更高的存储密度和较长的使 用寿命。
光存储原理与应用
光存储技术是一种重要的数据存储和传输方式。本文将讨论光存储的定义、 应用领域、发展前景以及它的优势和不足。
光存储的定义和背景
1 什么是光存储？
光存储是一种基于激光技术的高密度数据存储和读取方式。
2 光存储的起源
20世纪90年代光储存技术得到了广泛应用，DVD和蓝光盘就是利用光储存技术制作的。
相较于其他存储技术，光存储技术在存储密度以及使用寿命方面有很明显的优势，并且其使用寿命也相对更长。
简述光存储技术的原理和光存储系统的组成
简述光存储技术的原理和光存储系统的组成一、光存储技术的原理光存储技术是一种利用光学原理实现数据存储和读取的技术。
其原理基于光的干涉、衍射和吸收等特性，通过激光的照射和控制，将数据以光的形式记录在介质中，并在需要时读取出来。
光存储技术的原理主要包括以下几个方面：1. 光的干涉原理：干涉是指两束光波相遇时，根据波的相位差，会产生增强或减弱的现象。
在光存储中，通过激光的照射，利用干涉原理将数据以干涉图样的形式记录在介质中。
2. 光的衍射原理：衍射是指光波经过一定的孔径或物体后，会发生弯曲或散射的现象。
在光存储中，利用激光的衍射特性，将数据以衍射图样的形式记录在介质中。
3. 光的吸收原理：光的吸收是指光波经过介质时，介质会吸收其中特定波长的光。
在光存储中，通过控制激光的强度和波长，将数据以吸收的形式记录在介质中。
二、光存储系统的组成光存储系统是由多个组件和设备组成的，主要包括以下几个方面：1. 激光器：激光器是光存储系统中的核心部件，用于产生高强度、高稳定性的激光光源。
激光器通常采用半导体激光器或气体激光器，能够提供所需的波长和功率。
2. 光学系统：光学系统包括透镜、反射镜、光栅等光学元件，用于调整和控制激光的传输和聚焦。
通过光学系统的设计和调节，可以实现对光存储介质的高精度记录和读取。
3. 光学介质：光学介质是光存储系统中的存储介质，用于记录和保存数据。
光学介质通常采用具有特殊光学性能的材料，如聚碳酸酯、聚合物等。
不同的光学介质具有不同的存储密度和读写速度。
4. 光学探测器：光学探测器用于读取光存储介质中的数据。
通过探测器接收到的光信号，可以实现数据的解码和恢复。
常用的光学探测器包括光电二极管、光敏电阻等。
5. 控制电路：控制电路是光存储系统中的核心控制部件，用于控制激光器的开关、强度和波长等参数。
通过控制电路的设计和调节，可以实现光存储系统的高效、稳定的工作。
总结起来，光存储技术的原理是基于光的干涉、衍射和吸收等特性，通过激光的照射和控制，将数据以光的形式记录在介质中，并在需要时读取出来。
蓝光存储原理2篇
蓝光存储原理2篇蓝光存储技术是一种高密度、高容量的存储介质，它广泛应用于光盘、蓝光光盘和蓝光碟片中。
本文将通过两篇文章，探讨蓝光存储的原理及其应用。
第一篇：蓝光存储的原理蓝光存储是一种基于蓝紫色激光的光学储存技术。
其原理与传统的CD与DVD存储技术有所不同，主要体现在储存的方式和数据密度上。
蓝光存储使用的是405纳米的蓝紫激光，比CD和DVD使用的激光波长更短。
这意味着蓝光光点可以更小，因此可以在同样大小的光盘上存储更多的数据。
蓝光存储的原理是通过利用光的散射和干涉来储存和读取数据。
光盘表面有一层用于储存数据的光敏材料，通常是含有若干层介质的复合材料。
当蓝光激光照射到光敏材料上时，会发生光的散射和干涉效应。
具体来说，蓝光激光在光敏材料表面形成一个微小的焦点，这个焦点的大小通常在几十至几百纳米之间。
这意味着每个光点都可以非常密集地存储数据，从而实现高容量的存储。
当蓝光激光照射到光敏材料上时，光会散射并被记录在材料中的特定位置。
而当读取数据时，激光会通过反射和散射的方式将存储信息传递给读取器。
读取器会解读这些信息，并将其转化为数字数据，使我们能够读取和播放光盘中储存的内容。
总的来说，蓝光存储技术能够实现更高的数据密度和更大的容量。
这一技术的原理在于利用了蓝紫色激光的短波长和光的散射和干涉效应。
通过这种方式，我们可以在同样大小的存储介质上储存更多的数据。
第二篇：蓝光存储的应用蓝光存储技术的应用非常广泛，涵盖了娱乐、存储和数据备份等方面。
以下是几个蓝光存储的主要应用领域：首先，蓝光存储在娱乐领域扮演着重要角色。
蓝光光盘和蓝光碟片可以储存高清晰度的视频和音频内容，使用户可以享受更好的观赏体验。
不论是家庭影院系统还是蓝光播放器，蓝光存储技术都能满足用户对高质量娱乐内容的需求。
其次，蓝光存储也被广泛应用于存储和备份数据。
由于蓝光存储的高容量特性，许多企业和个人将其作为一种可靠的数据存储介质。
蓝光光盘和蓝光碟片可以存储大量的数字文档、照片和视频等文件，提供了一种方便可靠的数据备份解决方案。
光信息存储技术
光信息存储技术在当今信息爆炸的时代，数据的存储和处理需求呈指数级增长。
光信息存储技术作为一种新兴的、具有巨大潜力的存储手段，正逐渐引起人们的广泛关注。
光信息存储技术，简单来说，就是利用光来记录和读取信息的技术。
它与传统的磁存储和电存储技术相比，具有许多独特的优势。
首先，光存储具有极高的存储密度。
这意味着在相同的物理空间内，光存储能够容纳更多的数据。
想象一下，一张小小的光盘就可以存储数部高清电影或者成千上万的文档，这在很大程度上节省了存储空间。
而且，随着技术的不断进步，光存储的密度还在不断提高，未来有望实现更大容量的存储。
其次，光存储的稳定性非常出色。
光存储介质不像磁盘那样容易受到磁场干扰，也不像闪存那样存在写入次数的限制。
这使得光存储的数据能够长期保存，并且在恶劣的环境条件下也能保持其完整性。
对于那些需要长期保存的重要数据，如历史档案、科研资料等，光存储无疑是一种可靠的选择。
再者，光存储的读取速度也相当快。
通过激光束的快速扫描，可以迅速获取存储在光盘上的信息。
这使得在处理大量数据时，能够大大提高工作效率。
那么，光信息存储技术是如何实现的呢？目前常见的光存储技术主要包括光盘存储和全息存储。
光盘存储是我们比较熟悉的一种形式，例如 CD、DVD 和蓝光光盘等。
在光盘的表面，有许多微小的凹坑和平面，这些凹坑和平面的排列方式代表了二进制的数据“0”和“1”。
当激光照射到光盘表面时，根据反射光的强弱变化，就可以读取到存储的信息。
而全息存储则是一种更为先进的技术。
它利用光的干涉原理，将数据以三维的方式存储在介质中。
与传统的平面存储方式不同，全息存储可以在同一空间内存储多个数据页，从而极大地提高了存储容量。
在光信息存储技术的发展过程中，材料的研究也至关重要。
优质的存储材料需要具备良好的光学性能、物理化学稳定性以及可加工性。
目前，研究人员正在不断探索新的材料，如有机聚合物、纳米材料等，以进一步提高光存储的性能。
然而，光信息存储技术也面临着一些挑战。
光存储技术原理
光存储技术原理光存储技术是一种利用激光束在存储介质上写入和读取信息的存储方式。
其原理主要基于光学干涉、光学散射、光学调制等原理，将信息以二进制的形式编码为激光束的强度、相位、偏振等物理量，从而实现信息的存储和读取。
一、光存储技术的原理光学干涉光学干涉是光波相遇时产生明暗条纹的现象。
在光存储中，通过将两束激光束干涉，可以形成明暗条纹，从而将信息编码为这些条纹的形状和分布。
在读取信息时，通过检测这些条纹的形状和分布，可以恢复原始信息。
光学散射光学散射是指光波在遇到微小颗粒时发生偏离的现象。
在光存储中，利用光学散射可以将信息编码为散射光的强度和相位等物理量。
在读取信息时，通过检测散射光的强度和相位等物理量，可以恢复原始信息。
光学调制光学调制是指利用光波的物理特性对信息进行编码和解码的过程。
在光存储中，利用光学调制可以将信息编码为激光束的强度、相位、偏振等物理量。
在读取信息时，通过检测激光束的强度、相位、偏振等物理量，可以恢复原始信息。
二、光存储技术的实现方式1、CD光存储CD光存储是最早的光存储技术之一，它利用激光束在铝质光盘上烧制出凹坑，从而将信息编码为凹坑的形状和分布。
在读取信息时，通过检测凹坑的形状和分布，可以恢复原始信息。
CD光存储的存储容量较小，已经被DVD等更先进的存储技术所取代。
2、DVD光存储DVD光存储是一种利用激光束在塑料光盘上烧制出微小凹槽的光存储技术。
它利用光学散射原理将信息编码为凹槽的形状和分布。
与CD光存储相比，DVD光存储的存储容量更大，可以存储更多的信息。
3、BD光存储BD光存储是一种利用激光束在蓝光光盘上烧制出微小凹槽的光存储技术。
它利用光学散射和光学干涉原理将信息编码为凹槽的形状和分布。
与DVD光存储相比，BD光存储的存储容量更大，可以存储更多的信息。
4、Holographic Memory全息存储是一种利用激光束在晶体材料中烧制出全息图的光存储技术。
它利用光学干涉原理将信息编码为全息图的形状和分布。
激光存储的基本原理、分类及特点 激光原理及应用 [电子教案]电子
![激光存储的基本原理、分类及特点 激光原理及应用 [电子教案]电子](https://img.taocdn.com/s1/m/58fefa4ac381e53a580216fc700abb68a882ad56.png)
激光存储的基本原理、分类及特点激光原理及应用[电子教案]电子教案章节一：激光存储的基本原理教学目标：1. 理解激光存储的定义及基本原理。
2. 掌握激光存储的关键技术和优势。
教学内容：1. 激光存储的定义2. 激光存储的基本原理介绍3. 激光存储的关键技术4. 激光存储的优势教学活动：1. 引入话题：什么是激光存储？2. 讲解激光存储的定义及基本原理。
3. 分析激光存储的关键技术和优势。
4. 学生提问，教师解答。
教案章节二：激光存储的分类教学目标：1. 掌握激光存储的分类及各类型的特点。
2. 理解不同类型激光存储的应用场景。
教学内容：1. 激光存储的分类2. 各类型激光存储的特点3. 不同类型激光存储的应用场景教学活动：1. 讲解激光存储的分类。
2. 分析各类型激光存储的特点及应用场景。
3. 学生提问，教师解答。
教案章节三：激光存储的特点教学目标：1. 深入理解激光存储的特点。
2. 能够对比分析不同存储技术，突出激光存储的优势。
教学内容：1. 激光存储的特点2. 与其他存储技术的对比分析教学活动：1. 讲解激光存储的特点。
2. 对比分析激光存储与其他存储技术的优缺点。
3. 学生提问，教师解答。
教案章节四：激光原理及应用教学目标：1. 理解激光的原理。
2. 掌握激光在各个领域的应用。
教学内容：1. 激光原理介绍2. 激光在各个领域的应用教学活动：1. 讲解激光原理。
2. 分析激光在各个领域的应用。
3. 学生提问，教师解答。
教案章节五：激光存储的应用前景教学目标：1. 了解激光存储的应用前景。
2. 能够预测激光存储技术的发展趋势。
教学内容：1. 激光存储的当前应用2. 激光存储技术的未来发展趋势教学活动：1. 讲解激光存储的当前应用。
2. 分析激光存储技术的未来发展趋势。
3. 学生提问，教师解答。
教案章节六：激光存储技术的演进教学目标：1. 了解激光存储技术的历史发展。
2. 掌握不同代激光存储技术的关键特点。
新一代光存储技术概述
新一代光存储技术概述在信息技术高速发展的时代，存储技术也在不断创新和进化。
随着数据量的迅速增长和对存储速度、稳定性和安全性的要求不断提高，传统的存储技术已经面临着许多挑战。
为了满足这些需求，新一代光存储技术应运而生。
本文将对新一代光存储技术进行概述，包括其基本原理、发展情况和应用前景。
光存储技术是一种使用光学技术记录和读取数据的存储方式。
相比于传统的磁存储技术，光存储技术具有容量大、快速读写、高稳定性、非易失性等优势。
光存储技术的基本原理是利用激光器发射出的光束对介质进行记录，通过改变介质的光学性能来记录和存储信息。
典型的光存储介质包括光盘、蓝光盘、DVD光盘等。
新一代光存储技术在传统光存储技术的基础上进行了创新。
一项重要的创新是发展了基于高密度存储的技术，从而大幅提高了存储容量。
新一代光存储技术还引入了更高频率的激光器和更敏感的光学介质，使其具有更快的读写速度和更高的存储密度。
除了高密度和高速度的特点，新一代光存储技术还具有很高的稳定性和长期保存性。
相比于磁存储技术，在恶劣环境和长时间存储条件下，光存储技术更不容易受到磁场、温度和湿度等因素的影响。
这使得新一代光存储技术成为长期数据存储和归档的理想选择。
新一代光存储技术在各个领域都有广泛的应用前景。
在云计算、大数据和人工智能等领域，数据的存储和处理需求巨大。
光存储技术凭借其高速度、高密度和高稳定性的特点，能够满足这些领域的需求，并推动其发展和应用。
此外，新一代光存储技术还可以在光学存储器、移动存储器和数据中心等领域发挥重要作用，提升存储性能和效率。
目前，新一代光存储技术还在不断发展和完善中。
一些创新性的光存储介质正在研究和开发当中，以进一步提高存储容量和读写速度。
此外，新一代光存储技术在节能和环保方面也有不可忽视的优势，将为未来的可持续发展做出更大的贡献。
总之，新一代光存储技术是一种创新的存储方式，具有高密度、高速度、高稳定性和长期保存性的特点。
激光存储的基本原理、分类及特点 激光原理及应用 [电子教案]电子
激光存储的基本原理、分类及特点章节一：激光存储概述1.1 激光存储的定义1.2 激光存储的发展历程1.3 激光存储的应用领域章节二：激光存储的基本原理2.1 激光的光学原理2.2 激光在存储介质上的作用2.3 激光存储的信息读取与写入过程章节三：激光存储的分类3.1 按存储介质分类3.1.1 激光光盘3.1.2 激光鼓3.1.3 激光卡片3.2 按存储技术分类3.2.1 一次写入式3.2.2 可重写式3.2.3 半可重写式章节四：激光存储的特点4.1 与传统存储方式的对比4.2 激光存储的优势4.3 激光存储的局限性5.1 激光存储技术的现状5.2 激光存储技术的发展趋势5.3 激光存储技术的未来应用前景章节六：激光存储技术的关键部件6.1 激光器6.2 光学头6.3 光盘驱动器章节七：激光存储技术的数据记录与读取7.1 数据记录过程7.2 数据读取过程7.3 信号处理与解码章节八：激光存储技术的应用案例8.1 激光光盘应用案例8.2 激光鼓应用案例8.3 激光卡片应用案例章节九：激光存储技术的挑战与发展方向9.1 技术挑战9.2 发展方向9.3 创新技术探索章节十：实验与练习10.1 激光存储实验10.2 练习题10.3 讨论与思考题重点和难点解析章节六：激光存储技术的关键部件6.1 激光器重点和难点解析：激光器的选择和调整对激光存储的质量和速度有重要影响。
教师需要详细讲解不同类型的激光器的工作原理和适用场景。
6.2 光学头重点和难点解析：光学头的精度和性能直接决定了数据的读取和写入效果。
需要重点介绍光学头的结构和工作原理。
6.3 光盘驱动器重点和难点解析：光盘驱动器的稳定性和兼容性是保证激光存储顺利进行的关键。
需要详细解析光盘驱动器的工作流程和维护方法。
章节七：激光存储技术的数据记录与读取7.1 数据记录过程重点和难点解析：数据记录过程中的信号调制、编码和写入技术是教学的重点，需要通过实例来讲解这些技术的实际应用。
激光存储技术.
• 光存储技术的特点
1．数据存储密度高、容量大。理论估计光储存的面密度为1/λ2（其中λ 是用于光存储的波长）的数量级，存储的体密度可达1/λ3 2.寿命长。磁存储的信息一般只能保留2－3年。而光存储只要其介质稳 定，寿命一般在10年以上。 3.非接触式读/写和擦。用光读/写不会磨损和划伤存储介质，这不仅延长 了存储寿命，而且使存储介质易于更换、移动，从而更易实现海量存 储。 4.信息位价格低。由于光存储密度高，其信息位价格可比磁记录的低几十 倍 5.光存储还有并行程度高，抗电磁干扰性能
0.6μ m
分束器
物镜 准直镜 激光器
光盘
探测器
由凹坑和凸区组成的螺旋形 光道
基本的激光光盘系统图
激光光盘记录斑示意图
2.激光光盘的类型
• 计算机控制的数字光盘存储技术，按读写功能划分主要有 如下四种： (1)只读存储(Read only memory)光盘 只读式存储光盘的记录介质主要是光刻胶，记录方式是先 将信息刻录在介质上制成母盘，然后进行模压复制大量子 盘。这种光盘只能用来播放已经记录在盘片上的信息，用 户不能自行写入。 (2)一次写入光盘WORM (Write Once Read Memory，或称为 DRAW，Direct Read After Write) 一次写人光盘利用聚焦激光在介质的光照微区产生不可逆 的物理或化学变化写入信息。其写入过程主要是利用激光 的热效应，记录方式有烧蚀型、起泡型、熔融型、合金型、 相变型等很多种。这类光盘具有写、读两种功能，用户可 以自行一次写入，写完即可读，但信息一经写入便不可擦 除，也不能反复使用。这种光盘可用于文档和图像的存储。
二.激光光盘存储
• 1.基本原理 光盘存储包括信息“写入”和“读出”两个过程。在 信息的“写入”过程中，首先用待存储信息调制写入激光 的强度，并使激光聚焦在记录介质中，形成极微小的光照 微区，其光照区发生相应的物理、化学变化（反射率、折 射率、偏振特性或其它特性），这样记录介质上有无物理、 化学性质的变化就代表了信息的有无，从而完成信息的 “写入”。在信息的“读取”过程中，用低强度的稳定激 光束扫描信息轨道，随着光盘的高速旋转，介质表面的反 射光强度（或光的其他性质）随存储信息区域的物理、化 学性质变化而发生变化。用光电探测器检测反射光信号并 加以解调，便可取出所存储的信息
第六章光存储技术
第六章光存储技术光存储技术是一种利用激光在光盘上记录和读取信息的技术。
这种技术最早出现在20世纪70年代，经过几十年的发展，已经成为信息存储领域的重要分支。
光存储技术具有存储容量大、数据保存时间长、读写速度快等优点，广泛应用于计算机、消费电子、医疗、教育等多个领域。
光存储技术的基本原理是通过激光在光盘上烧蚀出凹坑或改变光盘表面材料的性质，形成信息的记录。
读取时，激光照射到光盘上，通过检测反射光的变化来还原信息。
光存储技术的核心设备是光盘驱动器，它负责控制激光的发射、聚焦、读取等过程。
目前，光存储技术主要包括CD、DVD、蓝光等几种类型。
CD是最早出现的光存储介质，容量为650MB，主要应用于音乐、软件等领域。
DVD是CD的升级版，容量为4.7GB，广泛应用于电影、游戏等领域。
蓝光则是最新的光存储技术，容量可达25GB，适用于高清电影、大容量数据存储等需求。
随着科技的不断进步，光存储技术也在不断创新。
例如，holographic storage（全息存储）技术、MDISC（Millennium Disc）技术等新型光存储技术正在研发中，这些技术有望在未来提供更大的存储容量和更长的数据保存时间。
光存储技术作为一种成熟的信息存储技术，在现代社会中发挥着重要作用。
未来，随着科技的不断发展，光存储技术将会继续创新，为人类提供更高效、更便捷的信息存储解决方案。
光存储技术的发展历程光存储技术的起源可以追溯到20世纪60年代，当时科学家们开始研究利用激光来记录和读取信息。
1972年，荷兰飞利浦公司推出了第一张CD（Compact Disc），这标志着光存储技术的正式诞生。
CD的出现极大地改变了音乐和软件的存储方式，它具有高保真、可重复播放等优点，迅速在全球范围内普及。
随着技术的进步，光存储技术不断升级。
1995年，DVD（Digital Versatile Disc）正式上市，其容量是CD的7倍，不仅能够存储更多的数据，还支持高质量的音视频播放。
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光盘存储器的光学系统大致可分为单光束光学系统和双光束光 学系统两类。单光束光学系统适合于只读光盘和一次写入光盘， 具备信息的写／读功能，而双光束光学系统用于可擦重写光盘。
激光光盘存储技术具有低成本、可大量模压复 制等优势，这是其他光存储技术难于替代的。 但目前光盘的直接重写性能仍然不及磁盘，所 以光盘存储技术在提高其存储密度优势的同时， 正在继续提高其数据存储、传输速率。随着短 波长激光技术和其它光学存储技术的成熟以及 新存储介质材料的发现，激光光盘存储技术还 将有更大的发展。
二.激光光盘存储
• 1.基本原理 光盘存储包括信息“写入”和“读出”两个过程。在 信息的“写入”过程中，首先用待存储信息调制写入激光 的强度，并使激光聚焦在记录介质中，形成极微小的光照 微区，其光照区发生相应的物理、化学变化（反射率、折 射率、偏振特性或其它特性），这样记录介质上有无物理、 化学性质的变化就代表了信息的有无，从而完成信息的 “写入”。在信息的“读取”过程中，用低强度的稳定激 光束扫描信息轨道，随着光盘的高速旋转，介质表面的反 射光强度（或光的其他性质）随存储信息区域的物理、化 学性质变化而发生变化。用光电探测器检测反射光信号并 加以解调，便可取出所存储的信息
• 光存储技术的特点
1．数据存储密度高、容量大。理论估计光储存的面密度为1/λ2（其中λ 是用于光存储的波长）的数量级，存储的体密度可达1/λ3 2.寿命长。磁存储的信息一般只能保留2－3年。而光存储只要其介质稳 定，寿命一般在10年以上。 3.非接触式读/写和擦。用光读/写不会磨损和划伤存储介质，这不仅延长 了存储寿命，而且使存储介质易于更换、移动，从而更易实现海量存 储。 4.信息位价格低。由于光存储密度高，其信息位价格可比磁记录的低几十 倍 5.光存储还有并行程度高，抗电磁干扰性能
3.激光光盘存储器
激光光盘存储器由光存储盘片及其驱动器组成。驱动器提供高质量读 出光束、引导精密光学头、读出信息、给出检测光盘聚焦误差信号并 实现光束高精度伺服跟踪等功能。
光盘存储器的光学系统一般都采以半导体激光器 作为光源，采用一束激光、一套光路进行信息的 写／读(如只读存储器及一次写入存储器)；或用两 个独立的光源、配置两套光路，一套用来读／写， 另一套用来擦除(如可擦重写存储器)。直接重写式 相变光盘存储器，只需一束激光、一套光路完成 全部读、写、擦功能，可与一次写入存储器兼容。
一.激光存储的基本原理、分类及特点
原理： 利用材料的某种性质对光敏感。带有信息的光照射材料时，该
性质发生改变，且能够在材料中记录这种改变，这就实现了光 信息的存储。用激光对存储材料读取信息时，读出光的性质随 存储材料性质的改变而发生相应的变化，从而实现已存储光信 息的读取。
分类：
1.按数据存取方式可分为光打点式存储和页面并行存储 2.按存储介质的厚度可分为二维存储和三维存储 3.按鉴别存储数据的方式可分为位置选择存储和频率选择存储
0.6μ m
分束器
物镜 准直镜 激光器
光盘
探测器
由凹坑和凸区组成的螺旋形 光道
基本的激光光盘系统图
激光光盘记录斑示意图
2.激光光盘的类型
• 计算机控制的数字光盘存储技术，按读写功能划分主要有 如下四种： (1)只读存储(Read only memory)光盘 只读式存储光盘的记录介质主要是光刻胶，记录方式是先 将信息刻录在介质上制成母盘，然后进行模压复制大量子 盘。这种光盘只能用来播放已经记录在盘片上的信息，用 户不能自行写入。 (2)一次写入光盘WORM (Write Once Read Memory，或称为 DRAW，Direct Read After Write) 一次写人光盘利用聚焦激光在介质的光照微区产生不可逆 的物理或化学变化写入信息。其写入过程主要是利用激光 的热效应，记录方式有烧蚀型、起泡型、熔融型、合金型、 相变型等很多种。这类光盘具有写、读两种功能，用户可 以自行一次写入，写完即可读，但信息一经写入便不可擦 除，也不能反复使用。这种光盘可用于文档和图像的存储。
盘
OEIC
参考光束
BaTiO3
参考光
液晶光束偏转器
堆叠的全息图
共轭参考光束
图9-31 紧凑型集成化的角度复用全息存储模块 图9-32 分块式全息存储盘的示意图
四.激光存储技术的新进展
• 电子俘获存储技术
一种适用于未来大容量计算系统的理想存储器必 须同时具有高存储密度、高存取速率和长寿命三 个特点。电子俘获存储方式可具有这些特点，它 是通过低能量激光去俘获光盘特定斑点处的电子 来实现存储的，它是一种高度局域化的光电子过 程。理论上讲它的写、读、擦不受介质物理性能 退化的影响。最新开发的电子俘获材料的写、读、 擦次数已达108次以上，且写、读、擦的速率快 至纳秒量级。因此，借助于电子俘获材料的固有 特性，可以使激光存储密度远远高于其他类型的 光存储介质。
• 光学双光子双稳态三维数字存储
基于高速响应、锁模脉冲激光器的双光子吸收产生了光学 双光子双稳态三维数字记录方法，其基本原理是根据两种 光子同时作用于原子时，能使介质的原子中某一特定能级 上的电子激发至另一稳态，并使其光学性能发生变化，所 以若使两个光束从两个方向聚焦至材料的同一空间点时， 便可实现三维空间的寻址写入。利用材料折射率、吸收度、 荧光或电性质的改变来实现信息存储。这种存储技术的光 信号是由荧光读出，在未写入点无荧光（零背景），所以 读出灵敏度很高。由于光信号的写入与读取属于原子对光 量子的吸收过程，反应速度为皮秒级。最小记录单元的尺 寸在理论上可达到原子级。这种方法能实现Tb/cm3的体 密度、 40Mb/s的传输速率。
双光子存储技术的特点：
• 在双光束记录结构中，对各光束的峰值功率要求不太高 • 在单光束记录结构中，对光束的峰值功率要求很高，必须 采用飞秒级锁模脉冲激光器 • 存储体的形状可采用立方体或多层盘片结构，以提高存储 容量 • 记录信息的读取，普遍采用“共焦显微”系统以及CCD摄 像头 • 对于光色变材料的记录信息可采用双光子读出或者单光 子读出方案 • 在光色变存储方案中，掺杂AF240（2%）光色变分子 （有机聚合物）的存储密度可达到100Gbits/cm3以上
• (2)超大容量全息存储器 • 人们利用体全息材料进一步研究超大容量的全息存储技术， 目前已经发展了几种盘式全息存储的方案，如三维盘式全 息存储方案就是实现超大容量存储的一种途径。 • 出基于全息存储技术的分块盘式全息存储示意图，图中沿 盘面上的同心圆轨道上划分为互不重叠的空间位置(全息 块)，每个位置上复用存储大量全息图。可用傅里叶全息 图也可以用像面全息图的形式记录物信息，参考光采用平 面波。复用方式可以是角度复用、波长复用或相位复用。 研究发现：角度复用和波长复用可以存储的全息图总数大 致相同，但波长复用有着更高的面密度。全息盘潜在的高 数据传输率不是依靠盘面转速的提高，而是通过整页并行 读出实现的，这也将相应地缓解系统对高速机械运动的要 求
体全息存储的原理
• 根据光波干涉原理，当信号光和参考光都是平面波时，在 一定厚度的记录介质内部会形成等间距的、具有平面族结 构的体光栅，从而实现对光信号的存储
• 光信号存储时，待存储的信号光O和参考光R分别以角度 θ1和θ2入射到介质内，形成的条纹面与两束光的夹角θ满 足关系式θ＝(θ1－θ2)/2，该等间距的平面族结构被记录 并形成体光栅（其光栅常数Λ满足布拉格条件：2Λsinθ=λ， 其中λ为光波在介质内传播的波长），从而实现某波长光 信号在某角度下的存储。 • 体全息图对再现光的衍射作用与布拉格晶体对X射线的衍 射现象相似，也满足布拉格条件：2Λsinα=λ，式中α称为 布拉格角。图b是其再现示意图。只有满足布拉格条件的 再现光才能得到最强的衍射光，任何对布拉格角和光波长 的偏离都会使衍射光急剧衰减，即布拉格条件表现出很强 的选择性。当某一波长的光以某一角度入射到存储介质的 某一区域 （该区存有数据信息）时，如果出现较强的、 满足布拉格条件的衍射光，则表示该区域在该波长和角度 下的存储信息为“1”，反之则为“0”。由此可见，体全息 可采用波长复用和角度复用来实现超高密度存储。
三.体全息光存储
特点
1.高冗余度。信息以全息图的形式存储在一定的扩展体积
内，因而具有高度的冗余度。在传统的磁盘或光盘存储中， 每一数据比特占据很小的空间位置，当存储密度增大，存 储介质的缺陷尺寸与数据单元大小相当时，必将引起对应 数据失真或丢失，而对全息存储来说，缺陷只会使得所有 的信号强度降低，而不致于引起数据丢失。 2.存储容量大。利用体全息图可在同一存储体积内存储多 个全息图，有效存储密度很高，该值在可见光谱区中约为 1012bits/cm3。存储密度的理论极限值为1/λ3（其中λ为 光波波长）。
• 光盘是在衬盘上淀积了记录介质及其保护 膜的盘片，在记录介质表面沿螺旋形轨道， 以信息斑的形式写入大量的信息，其记录 轨道的密度达1000道／mm左右。可见信息 斑越小，光盘的存储密度越大。由于物镜 衍射极限影响焦点处光汇聚的最小直径 （约为λ/（2NA），其中NA为物镜的数值 孔径），因此光盘的存储密度为(NA/λ)2。
3.数据并行传输。信息以页为单位并行读取，因而具有极
高的数据传输率，其极限值主要由I/O（输入/输出）器件 来决定。目前多信道CCD探测阵列的运行速度已达到 128MHz/s，采用并行探测阵列的全息存储系统的数据传 输率将有望达8Gbits/s。 4.寻址速度快。参考光可采用声光、电光等非机械式寻址 方式，因而系统的寻址速度很快，数据访问时间可降至亚 毫秒范围或更低。 5.关联寻址功能。块状角度复用体全息存储用角度多重法 存储多个全息图，读出时若用物光中的某幅图像光波（或 其部分）照射其公共体积，则会读出一系列不同方向的 “参考光”，其强度大小代表对应存储图像与输入图像之 间的相似程度，利用此关联特性，可以实现关联寻e，或Erasable—DRAW即EDAW) 这类光盘顾名思义可多次写入、读取信息，但写入前需先将已有的信 息擦去，然后再写入新的信息，即写、擦信息是分开的两个过程。写 入时先用擦激光将某一信道上的信息擦除，然后再用写激光将新信息 写入。可见这种先擦后写的两步过程限制了数据的存储速率，因而尚 未应用到计算机系统的随机存取存储器(Random Access Memory．RAM)，但它在海量脱机存储和图像数字存储方面应用广泛。 目前它的记录介质主要是磁光型(热磁反转型)存储材料。 (4)直接重写光盘(overwrite) 可擦重写光盘需要擦、写两次动作完成信息的更换，这使光盘数据传 输速率受到限制。直接重写光盘用一束激光，一次动作在完成写入新 信息的同时自动擦除原有信息，这种光盘利用某些材料在激光作用下 可实现晶态与非晶态间相互转化的特性，使记录介质在写入激光束的 粒子作用下快速晶化，从而实现信息的存储。这种光致晶化的可逆相 变过程非常快，当擦除激光脉宽与写入激光脉宽相当时(20～50ns)， 相变光盘可直接进行重写，从而大大缩短了数据的存取时间。