Исследователи из Технологического университета Свинберна, г. Мельбурн, Австралия, разработали технологию создания оптических дисков с рекордно высокой емкостью хранения данных - 1,6 терабайт. По словам австралийских ученых, этих объемов хватит на 350 тыс. песен в формате MP3 или 400 полнометражных фильмов в формате DVD.
“Мы показали, каким образом, используя наноструктурированные материалы, можно добиться увеличения емкости оптического диска, не прибегая при этом к увеличению физических размеров самого носителя”, - говорит Мин Гу (Min Gu), один из разработчиков технологии.
В традиционных DVD и Blu-ray дисках для записи данных используются две пространственные величины, с появлением многослойных дисков к этим параметрам добавилось еще одно измерение. Австралийские ученые решили добавить еще целых два, правда, относятся они уже к лазерному лучу. Ими стали спектральное измерение (цвет - длина световой волны) и поляризация (направление света под определенным углом) - благодаря им появилась возможность записи на диск дополнительного количества данных.
Однако также требовалось применение нового материала, способного физически удерживать огромный массив данных на диске. Для решения этой задачи ученые обратились к нанотехнологиям. Идеальным материалом оказались наночастицы из золота в форме палочек разных размеров, расположенные различным образом.
Когда поляризованный свет лазера попадает на золотые наночастицы, он “расплавляет” только те из них, чье расположение соответствует направлению поляризации.
“Поляризованный свет лазерного луча “видит” и производит запись только на определенное подмножество нанопалочек, - объясняет Джеймс Чон (James Chon), руководитель исследовательской группы университета Свинберна, - Стоит только изменить поляризацию, и мы сможем записать тот же объем данных на совершенно новый носитель”.
К тому же, золотые нанопалочки чувствительны к цвету лазера. Световые волны различной величины (то есть, разные цвета лазера) расплавляют палочки с определенным соотношением длины и ширины.
“Применяя разные способы поляризации и различные цвета лазерного луча, мы получаем совершенно различные каналы для записи информации на диск, - говорит далее Чон. Его команда продемонстрировала технологию записи, использующую два способа поляризации (под 0 и 90 градусов) и три цвета лазерного луча - таким образом можно записать 140 ГБ данных на один кубический сантиметр дискового пространства. Тогда обычный диск размера DVD вместит 1,6 ТБ данных. Для сравнения, самый продвинутый на сегодня диск формата Blu-ray вмещает лишь 50 ГБ. Применение других способов поляризации позволит увеличить возможности хранения у оптических дисков до 7,2 ТБ.
Введение дополнительных параметров в технологию записи информации на оптический диск также несет в себе новые возможности для шифрования данных. Ученые утверждают, что таким образом можно хранить 10 различных паттернов на диске, и при этом лишь те, кто знает правильный цвет и поляризацию, смогут выбрать правильный паттерн для чтения.
Следует еще добавить, что для чтения “суперупакованных” информацией дисков австралийские ученые применили высокоинтенсивный, но маломощный лазер, который не расплавляет золотые нанопалочки. Маломощный лазер сканирует поверхность диска и определяет области с расплавленными и обычными наночастицами, производя таким образом процесс чтения. Преимущество маломощного лазера заключается также в том, что он не затрагивает повехностные слои при чтении более глубоких.
Том Милстер (Tom Milster), физик-оптик из Университета Аризоны в Таксоне, высоко оценивает работу австралийских коллег. Однако, он указывает, что одной из недостатков новой технологии может стать медленное чтение данных вследствие их чрезвычайно плотного расположения на диске.
Другой ученый - из Токио, Хисаюки Ямацу (Hisayuki Yamatsu), отмечает, что фемтосекундные лазеры, используемые для новой технологии, слишком дороги и громоздки, что делает невозможным коммерциализацию систем на их основе. Чон соглашается, что это критическая проблема, но высказывает надежду, что вскоре его команде удастся найти более практичное воплощение своей технологии. По словам ученого, прототип диска будет создан в течение ближайших пяти лет, а широкое распространение технология получит в 2015-2025 гг.
К слову сказать, корейская компания Samsung уже заключила сделку с австралийскими учеными, согласно которой они получат средства на дальнейшую разработку, а Samsung займется производством супер-емких оптических дисков.