光信息存储技术.ppt

第七讲光存储技术本章内容一、概述二、光盘存储三、全息存储技术一、概述什么是信息的光存储？利用光子与物质的作用，将各种信息如图像、语言、文字以及相关数据记录下来，需要时再将其读出。

绘画和文字是人类文明中最生动的光存储方式。

照相和电影是光学存储技术的重大成就。

1、光存储2、光存储原理及分类（1）原理：只要材料的某种性质对光敏感，在被信息调制过的光束照射下，能产生物理、化学性质的改变，并且这种改变能在随后的读出过程中使读出光的性质发生变化，都可以作为光学存储的介质。

（2）分类按介质的厚度：面存储、体存储；按数据存取：逐位存储、页面并行式存储； 按鉴别存储数据：位置选择存储、频率选择存储等。

3、光存储的特点（1）存储密度高信息的存储密度表征单位面积或单位体积可存储的二进制位数（bit/cm2，bit/cm3），用以表示各种存储方法的性能指标。

电子存储器的存储密度约104－106 bit/cm2，即使是超大规模集成电子存储器也不会超过106 bit/cm2。

光学存储器的理论极限值：面存储密度为1/λ2；体存储密度为1/λ3 。

按λ=500 nm 计算，存储密度为1 Tbit/cm3。

3、光存储的特点（2）并行程度高光子之间不会相互作用，因而光计算的并行处理能力远远高于电子计算。

提供并行输入输出和数据传输。

（3）抗电磁干扰光子不荷电，抗电磁干扰。

（4）存储寿命长磁存储2—3年；光存储10年以上。

（5）非接触式读／写信息（6）信息价格位低价格可比磁记录低几十倍。

本章内容一、概述二、光盘存储三、全息存储技术二、光盘存储自60年代末美国ECD及IBM公司共同研制出第一片光盘以来，光盘存储技术发展之迅速出人意料。

激光唱片(CompactDisk，CD)激光视盘(LaserVideo—Disk，LVD)：LD，VCD，DVD……。

计算机外存设备：光盘1 、光盘存储的原理激光经聚焦后可在记录介质中形成极微小的光照微区(直径为光波长的线度，即1μm 以下)，使光照部分发生物理和化学变化，从而使光照微区的某种光学性质(反射率、折射率、偏振特性等)与周围介质有较大反衬度，可以实现信息的存储。

光存储技术发展现状班级：07111306学号：1120131797姓名：程显达1.引言光存储技术是利用光子与物质的作用，将各种信息比如图像、语言、文字等相关数据记录下来，需要的时候再将其读出的存储技术。

光存储技术具有非接触式读写、寿命长、信息位的价格低等优点，随着光量子数据存储技术、三维体存储技术、近场光学技术、光学集成技术的发展，光存储技术必将成为信息产业中的支柱技术。

2.光存储技术的原理从概念上讲，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。

它的基本物理原理为：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。

对于介质的选取，只要材料的某种性质对光敏感，在被信息调制过的光束照射下，能产生物理、化学性质的改变，并且这种改变能在随后的读出过程中使读出光的性质发生变化，都可以作为光学存储的介质。

举一个例子来简单说明原理，目前得到广泛应用的CD光盘、DVD光盘等光存储介质以二进制数据的形式来存储信息。

信息写入过程中，将编码后的数据送入光调制器，使激光源输出强度不同的光束。

调制后的激光束通过光路系统，经物镜聚焦照射到介质上。

存储介质经激光照射后被烧蚀出小凹坑，所以在存储介质上存在被烧蚀和未烧蚀两种不同的状态，分别对应两种不同的二进制状态0或1。

读取信息时，激光扫描介质，在凹坑处入射光不返回，无凹坑处入射光大部分返回。

根据光束反射能力的不同，将存储介质上的二进制信息读出，再将这些二进制代码解码为原始信息。

3.光存储技术的优点(1).存储密度高，存储容量大。

信息的存储密度表征单位面值或单位体积可存储的二进制位数，用以表示各种存储方法的性能治标。

电子存储器的存储密度约104-106bit/cm2，即使是超大规模集成电子存储器也不会超过106bit/cm2。

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。

光学信息存储技术的研究与应用光学信息存储技术是一种利用光学原理来实现信息的存储和读取的技术。

在光学信息存储技术中，物理定律和实验是不可或缺的重要组成部分。

本文将对光学信息存储技术的研究与应用进行详细阐述，包括物理定律的应用、实验准备和过程、实验的应用以及其他专业性角度。

首先从物理定律的角度来看，光学信息存储技术主要基于光学现象和光的性质进行研究和应用。

光学定律中的斯涅尔定律、费马原理和折射定律等对光的传播、折射和反射等过程提供了基本的理论依据。

在光学信息存储技术中，可以利用这些定律来实现信息的编码和解码，从而实现信息的存储和读取。

例如，通过斯涅尔定律可以实现激光束的聚焦，从而提高信息存储的密度和容量。

在进行光学信息存储实验之前，首先需要进行实验准备。

这包括选择合适的实验设备和材料，并进行相应的调整和校准。

常见的实验设备包括激光器、光学镜片、光学透镜、光学光纤等。

实验材料可以是光学纳米材料、光敏材料、光学介质等。

同时，还需要搭建合适的实验平台和系统，以确保实验的稳定性和可重复性。

在实验进行过程中，关键的一步是光学信息的编码和写入。

这需要利用所选材料的特殊性质或响应特性来实现。

例如，可以利用光敏材料的光致变色性质来实现信息的编码和写入。

具体来说，可以利用激光的光强和波长的控制，通过光致变色效应改变材料的吸收光谱或产生光学波导结构，从而实现信息的编码和写入。

此外，还可以利用激光的干涉效应、散射效应等来实现信息的编码和写入，进一步提高信息存储的容量和速度。

光学信息存储技术具有广泛的应用前景。

其主要应用领域包括数字存储、光存储器、光盘、光磁记录和光存储器件等。

其中，数字存储是光学信息存储技术的一个重要应用领域。

通过光学信息存储技术，可以实现大容量、高速度、长寿命的数字存储器件。

与传统的磁性存储器件相比，光学存储器件具有更高的存储密度和更快的读写速度。

此外，光学信息存储技术还可以应用于光纤通信、光学计算、光学传感等领域，为新型光学设备和系统的发展提供基础。

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。