光全息存储技术的研究进展

全息信息存储技术的研究进展

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。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优点而日益收到关注。

关键词全息光存储；全息存储材料，复用技术，编码技术

全息存储材料

全息光存储的存储容量、传输速度、存储数据的稳定性和系统体积都受制于存储材料，因此，研制开发合适的存储材料是全息光存储中最为关键的问题之一。对全息光存储材料性能的要求是高的光学质量、折射率变化大、高灵敏度和稳定的存储性能。存储材料所具有的高的光学质量和低散射性可以保证携带数据信息的物光波前不失真，并可以使来自散射光的噪声变得容易处理。折射率变化大可以保证有足够的动态范围以复用多幅全息图，同时为了充分利用布喇格效应实现复用，以提高存储容量，也希望存储材料能够具有一定的厚度。高灵敏度可令存储材料在一定激光功率下反应速度更快。而稳定的存储性能则可以使存储数据在后续读出或者存储其它数据时避免被破坏。

到目前为止，人们常用的全息存储材料包括：银盐材料、光致抗蚀剂、光导热塑材料、重铬酸盐明胶（DCG）、光致聚合物。银盐材料是传统的全息记录材料。超微粒的银盐乳胶有很高的感光灵敏度和分辨率，有较宽广的光谱灵敏范围，并已重复性好、保存期长，具有很强的通用性。它既可以用来记录振幅型全息图（曝光加显影过程），也可以记录得到高衍射效率的位相型全息图（曝光、显影，然后进行漂白处理）。目前，超微粒的银盐乳胶已经具有成熟的制备技术，并具有可靠、稳定的商品化产品——全息干板。银盐材料的缺点主要在于：不能擦除后重复使用，湿显影处理程序较为繁琐，且对于位相型全息图，其较高的衍射效率却往往带来噪声的增加和图像质量的下降。

光致抗蚀剂是一种可以制备浮雕型位相全息图的高分子感光材料。这种材料也可以旋涂在基片上制成干板，光照射后，抗蚀剂中将发生化学变化，且随着曝光量的不同，发生变化的部分将具有不同的溶解力。选用合适的溶剂显影，便可制成表面具有凹凸的浮雕相位型全息图。光致抗蚀剂有正性和负性两种类型。负性光致抗蚀剂在显影过程中，溶剂将腐蚀掉未曝光部分的材料。为了获得较好的

图像质量，需要对负性光致抗蚀剂进行足够曝光，但这往往与全息图成像的最佳曝光量相矛盾，从而使负性光致抗蚀剂存储的全息图的精细线条往往由于曝光量不够，而在显影时被腐蚀掉，影响全息图的质量。正性抗蚀剂的曝光和显影特性与负性抗蚀剂正相反，故使用正性抗蚀剂可以克服上述困难而获得高质量的全息图。采用光致抗蚀剂来记录全息图有着令人看好的应用潜力，因为在全息光存储中的只读存储方面，采用这种方法记录的全息图可以铸模制成标准母盘，实现大批量、低成本的复制生产。

光导热塑材料是另一种记录浮雕型位相全息图的记录材料，是在电照相基础上发展起来的一种全息记录材料。但由于其分辨率不够高，且高质量导电薄膜制造困难，因此应用有限。

重铬酸盐明胶（DCG）是在明胶中浸入Cr2O2-7离子构成的位相型全息记录材料。它的光学性能良好，典型膜厚为10～3μm，被光照的部分不会变黑，因此再现全息图也不吸收光，是一种理想的位相型全息记录材料。DCG可分为未硬化和硬化两种。未硬化的 DCG记录的全息图的衍射效率只有30％，没有充分体现DCG材料的优点。采用硬化DCG记录的折射率调制型全息图具有良好的光学性质，分辨率达到理论值的90％，且背景散射小于信号的10-4。DCG材料的缺点在于：再现性差，即感光层从曝光到显影影像出现失真；光谱敏感范围有限；感光度较差；对空气的湿气抵抗力差等。即便如此，由于其在光学性能上的优越性，核材料依然被广泛应用于全息存储、各种全息元件的制作等方面。

光致聚合物是近来在全息存储材料领域的一个研究的热点。光致聚合物主要由单体、聚合体和光敏剂组成。记录光照射聚合物后，光敏剂被激发，并引发曝光过程；然后，自由基引发单体分子聚合，最后在材料中形成位相型全息图。光致聚合物具有较高感光灵敏度、高分辨率、高衍射效率以及高信噪比，可用完全干法处理及快速显影，记录的生息图具有很高的几何保真度，并易于长期保存。光致聚合物的本要缺点在于其体积容易受到影响而发生变化，这一直是阻碍光致聚合物材料在全息光存储中实现应用的主要问题。如果能够解决这一问题，光致聚合物将是一种非常理想的全息光存储材料。

光致变色材料也可以用于全息光存储，这是由于光致变色膜层内的分子极化特性发生改变，会导致膜层折射率的变化。尤其记录波长与介质吸收谱非共振时，

膜层内部可产生显著的折射率变化。因此，这种条件下光数变色材料也可以看作是位相型全息光存储材料。光致变色材料具有无颗粒特征，分辨率仅受记录光波长和光学系统的影响。但是光致变色材料存储的全息图的衍射效率并不高，这也限制了核材料在全息光存储领域的应用。

光折变材料是另一种优良的全息光存储材料，目前在全息光存储领域得到了非常广泛的应用。光折变材料是通过光折变效应来存储全息图的，即当受到非均匀的光强度照射时，材料局部折射率的变化与入射光强成正比。光折变材料具有动态范围大、存储持久性长、可以固定以及生长工艺成熟等优点，且有机光折变聚合物也没有光致聚合物的体积变化问题，因此，从目前的研究情况看，光折变材料非常适合于全息光存储。光折变材料主要有无机存储材料和有机存储材料两类。常见的光折变无机材料主要有掺铁铅酸钾晶体（LiNO3：Fe）、铌酸锶钡（SBN）、和钛酸钡（BaTiO3）；而常见的有机光折变聚合物则有PMMA：DTNB：C60和PQ／PMMA等。

复用技术

存储中的复用技术是全息光存储所特有的技术特征，采用合理的复用技术可以有效地增加系统的存储容量，提高存储系统的性能。全息光存储中的复用技术主要包括空间复用、体积复用和混合复用三大类。

空间复用技术是将记录介质的二维平面划分成不同的区域，在每一个区域中单独存储一幅全息图。空间复用技术是发展得最早的复用技术，主要适合于平面型记录材料，存储材料中的存储格式类似于硬盘和光盘。为了弥补空间复用技术的缺陷，人们提出了体积复用技术。体积复用技术分为三种：角度复用、位相复用和波长复用。

角度复用：这是一种使用最早，研究最为充分的复用技术，它利用了体积全息图的角度选择性，使不同的信息页面可以互不相干地叠加在同一个空间区域内。每幅全息图在记录和读出时所采用的物光和参考光的夹角都各不相同，但采用的激光波长是固定的。对角度的调整可以通过旋转反光镜或声光偏转器来实现。角度复用技术可以有效地增大存储容量，提高存储密度。但角度复用存储的全息图数目越多，平均衍射效率就越低，并且由于串抗干扰的叠加将导致读出数据的信噪

比下降，这些因素也影响和限制了角度复用技术可以实现的存储容量。

位相复用：为了克服角度复用技术串扰噪声较大的缺点，人们又提出了正交位相编码复用技术。在这种复用技术中，参考光的波长和光束角度都是固定的，而位相编码一般使用确定性位相编码中的正交位相编码。正交位相编码的概念是——每个全息图的参考光都是由一组平面波束的集合组成，对其中每个光束都进行纯位相调制，即相对位相延迟非0即π。每组这样的光束集合代表一个存储图像的地址，且和其它所有地址都正交。读出信息时，只有该地址参考光束对应的全息图的衍射效率最大，而对于其它全息图则是相消干涉，理论上其衍射效率均为零。因此，位相复用技术可以提高读出过程中全息图的衍射效率，增加读出数据的信噪比，并且可以使对存储数据的寻址通过改变光束的位相而不是改变光束的方向来实现，从而使寻址过程更快。

波长复用：由于全息图的再现对读出光的波长也十分敏感，所以波长复用也是全息光存储的主要复用方式之一。波长复用也是基于全息光存储所具有的布喇格角选择性，只是此时每幅存储的全息图是与一个特定的光源波长相对应，记录和读出过程中参考光和物光之间的夹角保持不变。

混合复用技术：混合复用技术就是将上述几种复用方法结合使用，以便充分利用各种复用方法的优点，提高系统的存储容量。主要的几种混合复用技术包括稀疏波长—角度复用、空间—角度复用以及空间—位相复用等等，在此不再赘述。

此外，随着技术的发展，人们又提出了一些新型的复用技术。例如，1999年V．Markov等人提出的静态散斑复用技术；2001年，清华大学提出了利用全息光存储系统中随机相位极自身位移产生的动态散斑实现的动态散斑复用技术等。

编码技术

全息光存储的目标是要实现超大存储容量、超高存储密度和超快存取速度的数字信息存储，然而如果不采取有效的信号处理方法来抑制其记录通道中存在的各种各样噪声，将导致读出数据的误码率上升，系统的存储容量下降。

全息光存储是一个有噪声的数据记录通道。研究表明，选择不同的存储材料、系统配置、复用技术以及并行数据访问方案会导致全息光存储系统记录通道中主

导噪声的特征发生变化。噪声按照来源分可以分为系统噪声和非系统噪声（全息图噪声），按噪声的特征分布可分为固定模式噪声和随机噪声，按照全息图的过程又可分为光通道噪声和电通道噪声。例如，系统噪声源主要包括光学系统未准直导致的噪声、CCD与SLM在纵轴方向的旋转、放大率误差、透镜的相差、SLM、存储介质、透镜和CCD的缺陷、对SLM和介质的不均匀照射、光致电压损耗、页间串扰和页内串扰等等导致的噪声；而非系统噪声源主要包括光电检测器和读出电子电路的热噪声，光散射噪声，相干散射噪声和散斑噪声等。

电噪声是一种加性噪声，其统计特性服从高斯分布。采用光盘存储中使用的一维里德-所罗门码限（Reed-Solomon，缩写为RS码）可以使原始误码率从10-3下降到10-12，从而满足用户对数据误码事的要求。基于全息光存储中数据页对于传输的要求，人们对于RS码用于并行错误纠正进行了研究，光通道中的噪声往往都是突发性的，基于页的二维匹配交错方法可使突发错误分散，获得良好的纠错效果。

将数字数据流调制为空间光调制器上的光强度变化，并使其最大限度地适应光通道的传输特性，称作调制编码或者通道编码。全息光存储中常使用的调制编码包括差分编码、等重码、局部响应预编码、灰度级编码以及具有水平和垂直奇偶校验特性的阵列码。对于差分码的检测判决时，利用其内在隐含的局部门限，依次对CCD转换的两位“模拟”数据比较其大小，然后做出0与1的正确判决，但差分码的编码效率仅为1／2。从目前的研究进展来看，阵列码最有可能在全息光存储中得到应用。

在全息光存储系统中可以采用光信号处理技术也可以采用电信号处理技术，当然也可以同时采用两种信号处理技术。光信号处理技术由于具有内在的并行性，因此速度很快，但是系统的复杂性和成本也相应增加；电信号处理技术相对比较成熟，但是速度比较慢。为了减少读取数据时电通道的瓶颈，可从光电转换开始将一个检测阵列分成多块，实行并行处理以匹配光通道的速度。

信息存储技术的发展过程

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

光存储技术与未来发展分析

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

全息存储技术

全息存储技术 一、全息存储技术的简介 随着技术的进步，人们对信息的需求越来越多，对大量信息的存储要求越来越高，“下一代DVD”的标准之争越演越烈。全息存储技术将会让几十GB容量的“下一代DVD光盘”相形见拙，将全息技术运用在存储上面，能在一个方糖块的体积大小上保存1000GB的信息容量，这些一切离我们已经很近，全息存储时代的大幕将在2006年拉开。 容量更高、速度更快、可靠性更强，永远是用户对硬盘孜孜以求的目标。在美国《福布斯》杂志近期评选出的本年度科技流行趋势中，全息存储技术赫然位列其中。 二、全息存储技术器崭露头角 目前现有得DVD单片容量为8.5GB，而下一代DVD存储容量能够达到50GB，被《福布斯》杂志评为未来10大“最酷”技术之一的全息存储技术理论上可以达到1000GB以上的数据，目前的全息存储产品已经达到了300GB的容量，是所谓的下一代DVD存储容量的6倍。全息存储技术的研发已经持续了40多年，一直没有真正的实现，最近日本、美国的几家公司相继宣布，将在2006年推出可以商业化销售的全息存储产品。其中，美国的印菲斯技术公司，以传统的“双光束干涉法”为基础研制出全息存储器，其信号光束和参照光束分别来

自不同的方向，照射在同一位置上。日本日立万胜公司宣布，采用这种技术研制出了容量为300GB的全息存储器，今年9月将推向市场。另外日本Optoware公司采用同线全息技术，其信号光束和参照光束来自相同的方向，他们研发出了容量为200GB的全息存储器，将于今年年中投放市场。 三、全息存储技术的发展现状 前不久，致力于研发全息存储技术的InPhase公司向公众展示了他们开发的全息存储驱动器以及全息存储碟片。根据InPhase公司介绍，这次推出的全息碟片存储密度达到了每平方英寸200GB，预计明年可以大规模投入量产。到2009年，他们的目标是达到1.6T！四、全息存储器技术的工作原理 全息存储是依据全息术的原理，将信息以全息照相的方式存储起来，它利用两个光波之间的耦合和解耦合，可以把信息存储和信息之间的比较(相关)、识别，甚至联想的功能结合起来，也就是可以把信息存储和信息处理结合起来。最大优点是超高密度，具有极大的提升潜力。 全息存储是受全息照相的启发而研制的，当你明白全息照相的技术原理，对于全息存储就可以更好地理解。我们在拍摄全息照片时，对应的拍摄设备并不是普通照相机，而是一台激光器。该激光器产生的激光束被分光镜一分为二，其中一束被命名为“物光束”，直接照

信息存储技术概况

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。

信息存储的安全技术

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。

三维光数据存储技术

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

存储革命----体全息存储技术

存储革命----体全息存储技术 体全息存储技术 导读二维面存储技术如磁存储、传统光盘存储和半导体存储等仍在不断地改进以满足对存储系统更大和更快等要求,然而这些存储手段正逐步接近其物理极限。为了寻求更能满足人们需求的存储技术，三维存储技术出现了。其中广受欢迎的就是体全息存储。大家对于'全息照相'应该还有些印象吧？这种技术利用了人类掌握的激光技术，让用户拍摄出完整的三维影像成为可能，真实反映了拍摄物体的全部信息，而不是过去只体现物体一面的二维数据。在基础原理上，全息存储与全息照相完全相同，同样是利用了光的干涉原理。与其它存储技术不同，全息存储技术并不仅仅利用介质表面，它通过在整个存储介质内记录干涉图案来存储数据，这些干涉图案是由两束激光在某种晶体上相交来改变材料的光学特性所形成。发展历史 40年代末，Dennis Gabor发明了全息术,并将其应用于X光图像的放大处理。60年代初，激光的出现使全息术有望应用于图像的存储和读出，此时Van Heerden提出了全息数据存储的概念。早在70年代,人们就已设计出许多有潜力的全息存储系统。鉴于当时的技术状况，全息存储器的实用化进程较为迟缓。进入上世纪90年度，特别是从1995年到2000

年，全息存储迎来了研究热潮，进入实验室密集研究阶段。巨量高速存储及光计算研究的兴起，使全息存储再次成为研究热点。伴随着新型优良体全息记录材料以及相关光电子元器件的发展，体全息存储技术的研究面临着重大突破。在美国国家存储工业联合会主持下，由美国DARPA、IBM、斯坦福大学等共12个单位联合成立了协作组织，实施了两个全息数据存储项目，随后，许多体全息存储与应用系统先后问世。全世界研究所、高校纷纷开展研究，发表论文无数，并出版专著。2000年以后，体全息开始迈向实用化和商用化研究阶段。美国通用、日本索尼、日立等大公司纷纷开展体全息商用化的研究，欧美日也先后出现了以体全息存储为核心技术的商业化公司，如美国的InPhase（现在为Akonia Holographics），日本的Optware等，并推出了原理样机。 基本原理 前面说过，全息存储与全息照相原理类似，是一种光波记录方法，涉及两个过程和两路光波。两个过程为干涉记录与衍射读取，两路光波为参考光和信号光。在磁存储和传统的光盘存储中，一个信息位是由介质表面物理性质的改变，如消融的凹点或磁畴的翻转等来表示的。而在体全息存储中一个信息位分布在整个记录体中。在记录介质上没有同信息位一一对应的微小元素。一整页的信息是以光学干涉图样的形式一次记录在厚的感光光学材料中的。这个干涉图样是由两束

光全息术的发展现状及未来趋势

《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

全息存储技术详解

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。

2019年全息光存储技术研发项目可行性研究报告

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。

海量信息存储-技术报告

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

光电存储技术

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

光全息存储技术的研究进展

全息信息存储技术的研究进展 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。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优点而日益收到关注。 关键词全息光存储；全息存储材料，复用技术，编码技术 全息存储材料 全息光存储的存储容量、传输速度、存储数据的稳定性和系统体积都受制于存储材料，因此，研制开发合适的存储材料是全息光存储中最为关键的问题之一。对全息光存储材料性能的要求是高的光学质量、折射率变化大、高灵敏度和稳定的存储性能。存储材料所具有的高的光学质量和低散射性可以保证携带数据信息的物光波前不失真，并可以使来自散射光的噪声变得容易处理。折射率变化大可以保证有足够的动态范围以复用多幅全息图，同时为了充分利用布喇格效应实现复用，以提高存储容量，也希望存储材料能够具有一定的厚度。高灵敏度可令存储材料在一定激光功率下反应速度更快。而稳定的存储性能则可以使存储数据在后续读出或者存储其它数据时避免被破坏。 到目前为止，人们常用的全息存储材料包括：银盐材料、光致抗蚀剂、光导热塑材料、重铬酸盐明胶（DCG）、光致聚合物。银盐材料是传统的全息记录材料。超微粒的银盐乳胶有很高的感光灵敏度和分辨率，有较宽广的光谱灵敏范围，并已重复性好、保存期长，具有很强的通用性。它既可以用来记录振幅型全息图（曝光加显影过程），也可以记录得到高衍射效率的位相型全息图（曝光、显影，然后进行漂白处理）。目前，超微粒的银盐乳胶已经具有成熟的制备技术，并具有可靠、稳定的商品化产品——全息干板。银盐材料的缺点主要在于：不能擦除后重复使用，湿显影处理程序较为繁琐，且对于位相型全息图，其较高的衍射效率却往往带来噪声的增加和图像质量的下降。 光致抗蚀剂是一种可以制备浮雕型位相全息图的高分子感光材料。这种材料也可以旋涂在基片上制成干板，光照射后，抗蚀剂中将发生化学变化，且随着曝光量的不同，发生变化的部分将具有不同的溶解力。选用合适的溶剂显影，便可制成表面具有凹凸的浮雕相位型全息图。光致抗蚀剂有正性和负性两种类型。负性光致抗蚀剂在显影过程中，溶剂将腐蚀掉未曝光部分的材料。为了获得较好的

光学滤波与体全息光存储实验报告

光学滤波与体全息光存储实验报告 一、实验目的 1.学习掌握光学信息处理的基本原理和实验技巧； 2.了解体全息存储的基本原理和方法； 3.理解光折变晶体体全息存储过程中动态光栅建立的过程； 4.了解体全息存储光学系统中各光学器件的作用，掌握邻面入射（即90°入射）傅里叶变 换谱面全息记录及再现光路系统的搭建和调试； 5.掌握体光栅角度选择性的测量方法及角度复用存储实验系统，体会体全息存储的优势和 实现大容量存储的途径。 二、实验原理 1.阿贝成像与空间滤波 根据阿贝成像理论，如图1所示，相干成像过程分两步完成，物体通过透镜后形成一系列衍射斑，即物体的空间频谱图样，各衍射斑作为新的次波源发出球面波，在像面上互相叠加，形成物体的像。通过改变谱面上的信息，可以使像产生所希望的变换。 4f系统（如图2）是最典型的空间滤波及光信息处理系统，实验中通过在谱面位置放置不同的遮光屏可实现空间滤波以及相应的信息处理。 图1 阿贝成像原理

图2 4f系统结构 在光学信息处理系统中，空间滤波器是位于空间频率平面上的一种吸收膜片，它可以减弱或去掉某些空间频率成份，改变输入信息的空间频谱，从而实现对输入信息的某种变换，得到我们所希望的改变了的像函数。这种对图像作处理的方法称之为空间滤波。空间滤波器的透过率函数一般是复函数H(ξ,η)=A(ξ,η)exp[ jФ(ξ,η)] 根据透过率函数的性质，空间滤波器可以分为以下几种： 1、二元振幅滤波器 这种滤波器的复振幅透过率是0或1。由二元振幅滤波器所作用的区间又可以细分为： 1)低通滤波器，它只允许位于频谱面中心及其附近的低通分量通过，去掉频谱面上离光轴较远的 高频成份从而滤掉高频噪音，由于仅保留了离轴较近的低频成份，因而图像细结构消失； 2)高通滤波器，它阻挡低频分量而允许高频成份通过，可以实现图像的衬度反转或边缘增强，所 以图像轮廓明显。若把高通滤波器的挡光屏变小，仅滤去零频成份，则可除去图像中的背景， 提高图像质量； 3)带通滤波器，它只允许特定空间的频谱通过，可以去除随机噪声； 4)方向滤波器，它仅通过（或阻挡）特定方向上的频谱分量，可以突出某些方向特征。 2、振幅滤波器 这种滤波器仅改变各频谱成份的相对振幅分布，而不改变其相位分布，通常是使感光片上的透 过率变化正比于函数A(ξ,η)，从而使光场的振幅得到改变。为了作到这一点，必须按一定的函 数分布来控制底片的曝光量分布。 3、相位滤波器 它只改变空间频谱的相位，不改变它的振幅分布。由于不衰减入射光的能量，具有很高的光学 效率。这种滤波器通常用真空镀膜的方法得到，但由于工艺方法的限制，要得到复杂的相位变 化是很困难的。 4、复数滤波器 这种滤波器对各种频率成份的振幅和相位都同时起调制作用，滤波函数是复函数。它的应用很 广泛，但难于制造。1963年范德拉格特用全息方法综合出复数空间滤波器，1965年罗曼和布劳 恩用全息技术制作成复数滤波器，从而克服了制作空间滤波器的重大障碍。 本实验中所用滤波器为第一种，即二元振幅型滤波器。

信息存储安全现状、技术与趋势

信息存储安全现状、技术与趋势 现代社会被称为“信息社会”，信息技术渗透到政治、经济、产业、服务领域的所有部门，信息化产业在国民经济中占有的比重越来越大。信息化产业发展水平和信息基础设置建设水平，是衡量社会现代化的重要指标。随着互联网、物联网、移动互联网、大数据等领域的发展，社会信息化达到了前所未有的高度，极大刺激了我国的经济发展。社会信息化程度越高，产生的信息数据越多，信息安全的问题就越突出。在享有信息化高速发展带来便利和效率的同时，如何有效的保护信息安全，是摆在政府、企业、个人面前的共同问题。 多年以来，信息安全行业主要的着眼点在信息传输保护和攻击防御方面，产生了防火墙、VPN、IPS、UTM等众多网络安全设备，但忽视了信息安全的重要领域——信息存储安全。信息存储安全在 信息储存的过程和信息生命周期内，保障信息的真实性、机密性、完整性、可用性、可靠性、不可抵赖性等特性，是信息安全的主要基础之一。目前谈到信息存储安全，比较重视信息的完整性、可靠性、可用性，对数据备份、容灾、访问性能等问题探讨较多；对信息的真实性、机密性、不可抵赖性鲜少涉及，整个信息存储领域存在很大安全隐患。 常见的信息存储方式都存在安全风险，特别是连接到互联网的存储设备，通过互联网，敌对势力和黑客可以悄声无息的窃取存储设备中的数据。常见的信息存储方式包括： l以手机为代表的智能移动终端：保存了电话簿、短信、微信、照片、电子支付密码等大量隐私 信息，手机已经成为人的“第二大脑”。 l个人电脑（PC）和笔记本电脑：保存了个人文件、电子邮件、网络银行证书等重要的个人信息。 l服务器：保存了单位的账务信息、合同、办公邮件、技术资料、设计图纸、政策文件等，涉及 单位运营的各种信息。

信息存储技术的发展过程

信息存储技术的发展过 程 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

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。《．系辞下》:"上古，后世圣人易之以书契。"孔颖达疏:"结绳者，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：（Quipu或khipu）是古代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、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。甲骨文主要指文，又称为“殷墟文字”、“殷契”，是殷商时代刻在兽骨上的文字。19世纪末年在殷代遗址被今小屯发现，继承了的造字方法，是中国后期（前14～前11世纪）王室用于占卜记事而刻（或写）在龟甲和兽骨上的文字。 古人以上等蚕茧抽丝织绸，剩下的恶茧、病茧等则用漂絮法制取丝绵。漂絮完毕，篾席上会遗留一些残絮。当漂絮的次数多了，篾席上的残絮便积成一层纤维薄片，经晾干之后剥离下来，可用于书写。这种漂絮的副产物数量不多，在古书上称它为赫蹏或方絮。这表明了中国造纸术的起源同丝絮有着渊源关系。东汉元兴元年（105）蔡伦发明造纸术。他用树皮、麻头及敝布、鱼网等植物原料，经过挫、捣、抄、烘等工艺制造的纸，是现代纸的渊源。公元三到六世纪的魏晋南北朝时期，我国造纸术不断革新。在原料方面，除原有的麻、楮外，又扩展到用桑皮、藤皮造纸。蔡伦首先使用树皮造纸，树皮是比麻类丰富得多的原料，这可以使纸的产量大幅度的提高。树皮中所含的木素、果胶、蛋白质远比麻类高，因此树皮的脱胶、制浆要比麻类难度大。这就促使蔡伦改进造纸的技术。西汉时利用石灰水制浆，东汉时改用草木灰水制浆，草木灰水有较大 的碱性，有利于提高纸浆的质量。

面向体全息存储技术的光致聚合物材料研究进展

180552-1 DOI: 10.12086/oee.2019.180552 面向体全息存储技术的光致聚合物材料研究进展 菅佳玲，曹 琳，魏夕桥，郭金鑫*，王大勇，张新平 北京工业大学应用数理学院信息光电子技术研究所，北京 100124 摘要：体全息存储技术具有存储密度高、数据容量大、可并行读写、传输速度快等特点，有望解决目前大数据时代面临的数据存储成本高、存储密度小等难题。由于光致聚合物材料的体全息存储器件具有成本低，重量轻，商用价值高等优点，从上世纪90年代光致聚合物材料在体全息存储领域开始受到了广泛关注，成为体全息存储技术中最具有潜力的记录材料。本文从光致聚合物国内外研究进展出发，介绍了光致聚合物在体全息存储技术中体现出的高感光灵敏度、高衍射效率、高分辨率等优良性能。 关键词：光致聚合物；体全息存储；光存储；全息存储材料 中图分类号：O436.3 文献标志码：A 引用格式：菅佳玲，曹琳，魏夕桥，等. 面向体全息存储技术的光致聚合物材料研究进展[J]. 光电工程，2019，46(3): 180552 A review of photopolymers on holography volume data storage Jian Jialing, Cao Lin, Wei Xiqiao, Guo Jinxin *, Wang Dayong, Zhang Xinping Institute of Information Photonics Technology and College of Applied Sciences, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China Abstract: Volume holographic storage technology has the advantages of high storage density, huge data capacity, parallel read and write, fast transmission speed and so forth. In Big Data era, this method has great potential to meet its needs of low cost and low storage density. Holographic storage devices fabricated by photopolymer materials have attracted wide attention because of its several advantages, such as low cost, light weight, and high commercial value. The excellent performance of photopolymer applied on volume holographic storage is introduced in this paper. Keywords: photopolymer; volume holographic storage; optic storage technology; holographic storage materials Citation: Jian J L, Cao L, Wei X Q, et al. A review of photopolymers on holography volume data storage[J]. Op-to-Electronic Engineering , 2019, 46(3): 180552 1 引 言 人类进入信息化时代，针对海量数据的存储需求， 寻找高存储密度、低成本的存储方式已成为科技进步 必须解决的问题。随着近十几年来，互联网信息产业的兴起，网络数据量呈爆炸式增长，数据由“热”变“冷”的速度越来越快。以Facebook 为例，其数据产 —————————————————— 收稿日期：2018-10-29； 收到修改稿日期：2019-01-21 基金项目：国家自然科学基金项目(61605006)；北京市自然科学基金项目(4182013) 作者简介：菅佳玲(1994-)，女，硕士研究生，主要从事新型光致聚合物材料性能及其应用的研究。E-mail ：jianjialing@https://www.wendangku.net/doc/7b15290493.html, 通信作者：郭金鑫(1983-)，男，博士，副教授，主要从事全息光学，高分子复合材料特性及其应用的研究。E-mail ：jinxin.guo@https://www.wendangku.net/doc/7b15290493.html,

蓝光存储_信息化的核心技术

59 摘 要：信息化的核心是数字化，数字化的基础是存储。蓝光存储是目前容量最大、最安全、成本最低的存储技术。本文通过蓝光与红光之间的技术比较、蓝光技术具体应用，介绍了蓝光光盘技术及其发展概况，回顾了中国前三代光存储技术产业的发展历程，分析了中国企业冲击第四代、第五代光存储技术的条件和实力。关键词：蓝光光盘 下一代DVD 离线存储 全息光盘 韩海生 柏原圭 张进京 蓝光存储—信息化的核心技术 1 引言 人类文明的任何传承都是信息存储下来的结果，如果不能存储下来，信息就只能是传说。人类文化的各种存储手段，从甲骨、钟鼎、竹简、纸张一直到录音带、录像带、磁盘、光盘、蓝光光盘，都是人类文明记录和延续的媒介。今天的信息产业，核心仍然是存储，离开存储，信息产业将无法存在；离开存储，所有的信息技术概念，包括电脑、打印机、因特网、物联网、数字对象、远程通信、三网融合等将失去生存的基础。 在现有的存储技术中，磁存储的硬盘、半导体存储的U盘（含SD卡）、光存储的光盘三者并存。但是，磁存储和半导体存储一样，遇到强电磁场冲击时信息会消失，而且信息可以随时改写；只有光存储，才可以做到只读，以及一次写入后不可改写。因此，光存储是最安全的，而蓝光存储是目前容量最大、成本最低、市场前景最好的存储技术。 蓝光光碟（Blu-ray Disc，英文简称BD），是DVD之后的下一代光碟格式之一，它可以储存高品质的影音和大容量的资料。 蓝光光碟采用波长为405纳米(nm)的蓝色激光束进行读写操作（DVD采用的是波长为650纳米的红色激光，CD采用的是波长为780纳米的红光激光）。“Blue-ray”这个词在欧美口语有性含义，不能申请注册商标，所以商标注册申请单位蓝光光碟联盟把Blue中的英文字母e去掉了，目的是进行商标注册。 蓝光光盘采用的是高清格式，而传统DVD采用的是标清格式。高清影像可包含高于标清影像6倍的图像资料。蓝光光盘采用高分辨率的蓝色激光，所以叫做“蓝光”。在影音画质和高级互动功能方面，蓝光光盘代表了一种超越 DVD格式的革命性进步。 高清内容的媒体存储需要非常大的存储空间。普通DVD的存储量只有5GB，如果用来录制高清电影，大概只能容纳50分钟的内容。蓝光光盘的存储空间相当于5张DVD的容量，任何高清数字内容、娱乐内容，包括电影、音乐和游戏都可以轻松地存储在蓝光光盘中。 单碟单层蓝光光盘的存储量可以达到25GB，或是27GB，足够刻录一个长达4小时的高清晰电影。单碟双层蓝光光盘的信息存储量可以达到50GB，足够刻录一个长达8小时的高清晰电影，而且不需翻碟。其同比信息存储量约等于10张可录制DVD光盘（或者是５张双层DVD光盘），最重要的是，蓝光光盘可以通过加层来扩充光盘的存储量，例如 4层100GB和8层200GB的蓝光光盘。 在全球的光存储市场中，CD、CD-ROM、DVD-ROM、DVD-RW、DVD+RW等产品被广泛采用，虽然当前DVD在存储的密度及读写速度方面和CD相比，已经有了长足的进步，但它们都采用红色激光进行数据的读取和刻写，光存储的密度及读写速度提高不大。新一代蓝光DVD技术采用的是全新的蓝色激光，存储容量可提高5倍，是高密度光存储的技术的突破性进展。 最早的第三代光存储的蓝光光盘出现于2005年，包括索尼和松下的BD蓝光光盘和东芝的HD蓝光光盘。2008年2月，东芝退出之后，BD蓝光光盘技术成为第三代光存储的唯一合法代表。此后陆续出现的一些蓝光技术和蓝光厂商，都是BD技术的延伸。 通用电气公司（GE）技术开发部门GE Global Research 日前宣布公司的下一代光存储技术开发实现了重大突破。GE研究人员成功展示了一种突破性微型全息存储材料，此材料能够在标准DVD尺寸的磁碟中存储500GB的数据，这相当于20张单层蓝光光盘、100张DVD或大台式机硬盘的