211service.com
Kaip įrašyti trijų terabaitų kompaktinį diską
Kadangi gigabaitai filmų, paveikslėlių, garso ir teksto užpildo vis daugiau kompaktinių ir DVD diskų, akivaizdu, kad reikia geresnių būdų išsaugoti daugiau duomenų. Harvardo universiteto tyrimų grupė sukūrė metodą, kuris gali padėti žymiai padidinti įprastų optinių diskų talpą. Jie pagamino nano anteną, pastatytą tiesiai ant nebrangaus, parduodamo lazerio, kuri sufokusuoja šviesą iki daug mažesnio taško dydžio, nei įmanoma net naudojant geriausius tradicinius lęšius, todėl į optinį aparatą galima įrašyti daugiau bitų. diską.
Kompiuterinis optinės nano antenos modeliavimas, kurį sukūrė Harvardo mokslininkai. Antena, kurią sudaro du auksu dengti nano strypai, atskirti 30 nanometrų tarpu, gali sufokusuoti komercinio lazerio šviesą į vos 40 nanometrų pločio vietą. Jis gali būti naudojamas terabaitų, o ne gigabaitų duomenų įrašymui į CD ar DVD. (Kreditas: Ertugrul Cubukcu)
Disko saugojimo talpa didėja, kai mažėja šviesos bangos ilgis, naudojamas duomenims įrašyti į jį; Kompaktiniai diskai rašomi ir skaitomi naudojant šviesą, kurios bangos ilgis yra 780 nanometrų, DVD – 650 nanometrų, o HD-DVD ir Blu-ray diskuose – 405 nanometrų. Trumpesniems nei 405 nanometrų bangos ilgiams šviesos šaltiniai būtų per brangūs plataus vartojimo elektronikai.
Problema ta, kad įprasti lęšiai gali sufokusuoti šviesą tik iki pusės bangos ilgio – fizinio barjero, vadinamo difrakcijos riba. Tačiau Harvardo tyrėjai aplenkė šią ribą, atsisakydami tradicinės optikos ir pasirinkę nanooptines technologijas. Mes galime apeiti bangos ilgio apribojimą naudodami anteną, sako Kenas Crozier , Harvardo elektrotechnikos docentas.
Crozier komanda, Federico Capasso , universiteto taikomosios fizikos profesorius, ir magistrantai Ericas Kortas ir Ertugrul Cubukcu sukūrė optinę anteną, kad sufokusuotų šviesą iš komercinio lazerio (kurio bangos ilgis yra 830 nanometrų) iki 40 nanometrų taško dydžio. Crozier apskaičiavo, kad naudojant šią skiriamąją gebą galėtumėte supakuoti daugiau nei trijų terabaitų [apie 3 000 gigabaitų] vertės duomenų į kompaktinio disko dydį. To pakanka, kad tilptų daugiau nei 300 pilnametražių filmų. Palyginimui, dviejų sluoksnių HD-DVD arba Blu-ray diskas gali talpinti atitinkamai 30 gigabaitų arba 50 gigabaitų.
Pasak Crozier, antena susideda iš dviejų auksu dengtų nano strypų, atskirtų 30 nanometrų pločio tarpu. Kai lazerio šviesa patenka į nano strypus, ji veikia aukso elektronus, išstumdama juos iš vietos. Tačiau elektronai ilgai nebūna pasislinkę ir traukiami atgal į pradinę padėtį. Tačiau jie jį viršija, sako Crozier, ir atsimuša iš vietos, svyruodami kaip masė ant spyruoklės.
Šie svyruojantys elektronai veikia mažytį tarpą tarp nano strypų. Jei padarytumėte momentinę antenos nuotrauką, sako Crozier, pamatytumėte, kad teigiami krūviai kaupiasi vienoje tarpo pusėje, o neigiami – kitoje. Nano strypai ir tarpas veikia kaip mažas kondensatorius – su priešingais krūviais priešingose tarpo pusėse – efektyviai sutelkiantis lazerio šviesos energiją į maždaug tarpo dydžio vietą. Ši vieta išlaiko savo dydį maždaug 10 nanometrų atstumu nuo antenos, kol ji pradeda plisti.
Nors 10 nanometrų tarpas yra nedidelis, mokslininkai, naudodami šią technologiją, galėtų sukurti naujo tipo optinę skaitymo ir rašymo galvutę, teigia Crozier. Jis pažymi, kad magnetinio saugojimo pramonė veikia su panašiai mažu tarpu tarp galvos ir terpės.
Nano antenų naudojimas optinei šviesai fokusuoti nėra visiškai nauja idėja, sako Crozier, tačiau jų darbas, paskelbtas Taikomosios fizikos raidės , tai pirmas kartas, kai antena buvo integruota tiesiai į lazerį. Tai suteikia pranašumą gamyboje, nes šviesos šaltinis ir antena yra vienoje pakuotėje. Jis yra ypač kompaktiškas ir lengviau naudojamas, nes visi suderinimai su lazeriu ir antena atliekami gaminant, sako jis.
Yra daug mokslinių tyrimų, siekiant sumažinti šviesos taško dydį, tačiau tai ypač patrauklu duomenų saugojimo pramonei, sako Bae-Ian Wu, MIT Elektronikos tyrimų laboratorijos mokslininkas. Nano antenos naudojimas yra tik vienas iš būdų gauti super skiriamąją gebą, mažesnę nei šviesos bangos ilgis. Tačiau, anot jo, Harvardo mokslininkų darbas yra labai geras ta prasme, kad jie atlieka optinius eksperimentus, kad paremtų savo teoriją, o kai kurie straipsniai yra tik teorijos sfera. Jis priduria, kad Harvardo mokslininkai tiesiog tai padarė.
Crozier sako, kad jo komanda tiria gamybos būdus, kurie gali dar labiau sumažinti dėmės dydį iki 20 nanometrų. Jie taip pat tiria alternatyvas auksiniam metalui, kuriuo šiuo metu dengiami jų nano strypai. Pavyzdžiui, sidabras galėtų efektyviau sufokusuoti šviesą nei auksas, kai bangos ilgiai naudojami plataus vartojimo elektronikos pramonėje.