Only Perception: 五維 DVD 能儲存 30 張藍光碟片的資料

2009-05-24

五維 DVD 能儲存 30 張藍光碟片的資料

Five-Dimensional DVD Could Hold Data of 30 Blu-ray Discs
http://www.physorg.com/news162138048.html

by Lisa Zyga, May 21st, 2009

(PhysOrg.com) -- 在許多人認為藍光（Blu-ray）將在不久的將來取代 DVDs 的同時，一項新研究證明 DVDs 仍有很多可以提供。研究者已設計出五維（5D）DVD 那能夠在標準大小的 DVD 上儲存 1.6 TB 的資料，那相當於大約 30 張藍光碟片。這種 5D DVDs 也能與當前的 DVD 光碟機技術相容。

這些研究者，由來自澳洲 Hawthorn， Swinburne 科技大學的微光子（microphotonics）研究者 James Chon 所領導，已在最近一期的 Nature 上呈現這種新 DVD 高密度資料儲存技術。雖然科學家考慮 3D 光學資料儲存技術已好一陣子了，不過這是資料首度以五維來記錄與讀取：其中三維是堆疊的層（譯註：記錄層），而其他二個新維度是波長（顏色）與偏振（polarization）。

這種新碟片以三層薄玻璃薄膜（thin glass films）彼此堆疊製成，每層塗布一種包含金奈米桿（nanorods）的溶液，而這些金奈米桿共有三種不同大小。為了在此碟片上記錄，研究者將雷射聚焦在薄膜上，加熱奈米桿，使它們融化成球體（spheres，從 0 切換到 1）。然而，這種桿狀到球體的轉變依靠光的波長與偏振。這三種不同大小的奈米桿吸收不同波長，而且必須以光的偏振方向排列才能變成球體。

研究者解釋，這些多重變數意味著同樣容量的空間能以多重方式擁有多重位元。例如，一處對三種不同顏色與二種不同偏振反應的空間可包含 6 位元。為了讀取位元，研究者以一種能量較低但波長與偏振與寫入時相同的雷射來掃描碟片表面，識別有那些區域在先前已被那種光所融化，以及那些沒有。

研究者已在這種碟片的小區域上證明了這種寫入與讀取技術，並且預測這種碟片能在每立方公分儲存 140 GB 的資訊。因為傳統 DVD 碟片的體積約 12 立方公分，故總資料容量將可達 1.6 TB。添加一種額外的維度，例如透過另一種偏振的使用，能增加儲存量到 7.2 TB -- 大約是藍光的 140 倍。藍光約可儲存 50 GB。

研究者目前正與 Samsung（三星）合作此技術，並希望它能在未來五到十年內商業化。然而，將此技術商業化將面臨挑戰。例如，因為資訊封裝如此稠密，此碟片也許難以迅速讀取。此外，用於此研究中，大型、昂貴的鈦藍寶石（titanium-sapphire）飛秒雷射也不實用，不過研究者表示，便宜的雷射二極體或許也有效。

※ 相關報導：

＊ Five-dimensional optical recording mediated by surface plasmons in gold nanorods
http://www.nature.com/nature/journal/v459/n7245/full/nature08053.html