法開發(fā)出三維光學(xué)存儲(chǔ)新技術(shù)

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)10月13日?qǐng)?bào)道，通過使用激光讓分子結(jié)合、分離，科學(xué)家發(fā)明了一種新的三維光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)，而且用這種方法存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)只能通過二次諧波(SHG)輔助成像技術(shù)進(jìn)行讀取，相關(guān)研究發(fā)表在最近一期的《美國化學(xué)會(huì)志》上。

法國昂熱大學(xué)的卡拉曼利斯·伊利奧普洛斯和同事設(shè)計(jì)出了一種新的非線性光學(xué)（NLO）香豆素類聚合物。他們解釋道，在不同波長光的照射下，這種聚合物可轉(zhuǎn)化為二聚物（由兩個(gè)相同的小分子組成的大分子，可能具有單一小分子沒有的性質(zhì)或功能）。波長大于300納米的光波會(huì)產(chǎn)生二聚物；而波長小于280納米的光波則會(huì)將二聚物分離成兩個(gè)獨(dú)立的分子。由于每類分子都帶電，并且分子結(jié)構(gòu)也不相同，因此，使用光學(xué)方法控制這個(gè)可逆轉(zhuǎn)過程便可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行寫入、讀出、刪除、修改等操作。

該論文的合著者、昂熱大學(xué)的丹尼斯·金德表示，該系統(tǒng)旨在實(shí)現(xiàn)幾種功能。首先，高密度的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；其次，數(shù)據(jù)能夠修改；第三，只能由非線性技術(shù)來解決，線性技術(shù)不能檢測(cè)到寫入的數(shù)據(jù)。

為了證明用這種方式記錄數(shù)據(jù)的可能性，科學(xué)家讓一種波長為700納米的激光照射在一個(gè)香豆素類聚合物上，使香豆素分子之間發(fā)生光二聚酌反應(yīng)，從而將香豆素聚合物變?yōu)槎畚?。?shí)驗(yàn)證明，通過控制光照，可以記錄下線條和點(diǎn)。

被記錄下的數(shù)據(jù)能夠通過SHG輔助成像技術(shù)進(jìn)行讀取。在讀取數(shù)據(jù)的過程中，因?yàn)镾HG產(chǎn)生的紫外線沒有被該香豆素聚合物分子吸收，科學(xué)家沒有觀察到已經(jīng)記錄下的數(shù)據(jù)點(diǎn)丟失的情況，這也避免了未來的化學(xué)反應(yīng)刪除信息的可能性。

最后，科學(xué)家證明，數(shù)據(jù)能夠在同樣的區(qū)域被擦除和重寫。為了擦除數(shù)據(jù)，寫有數(shù)據(jù)的二聚物被暴露在波長小于280納米的紫外線下，便可將二聚物變回其原始的形式。使用SHG成像確保數(shù)據(jù)被刪除后，科學(xué)家使用波長更長的激光，重復(fù)了寫數(shù)據(jù)的過程。

科學(xué)家指出，這種新奇的光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法或許將成為一種有效的高容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法。另外，因?yàn)檫@種讀數(shù)據(jù)的過程只能由SHG成像技術(shù)實(shí)現(xiàn)，該存儲(chǔ)方法能夠用于敏感的領(lǐng)域，比如光學(xué)顯微鏡、極化顯微鏡和原子力顯微鏡等傳統(tǒng)線性顯微技術(shù)無法探測(cè)出的三維數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等，一個(gè)潛在的應(yīng)用是探測(cè)出無法覺察的印記來揪出錯(cuò)誤或者贗品。