Southamptonin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet nopean ja energiatehokkaan datan laserkirjoitusmenetelmän. Dataa kirjoitetaan piidioksidilasille tiheydellä, joka on yli 10 000 kertaa suurempi kuin Blue-Ray-levyn tallennustekniikka. Yhdelle levylle voitaisiin tekniikalla tallentaa yli 500 teratavua dataa.
Optica-lehdessä kuvattu tekniikka on ns. 5D-tallennustekniikka. Siinä on kaksi optista ulottuvuutta ja kolme spatiaalista ulottuvuutta.
Uusi lähestymistapa pystyy kirjoittamaan 1 000 000 vokselin nopeudella sekunnissa, mikä vastaa noin 230 kilotavua dataa (yli 100 sivua tekstiä) sekunnissa.
Vaikka 5D-tallennusta läpinäkyviin materiaaleihin on esitelty aiemminkin, riittävän nopea ja riittävän tiheä datan kirjoittaminen tosielämän sovelluksiin on osoittautunut haastavaksi. Tämän esteen voittamiseksi tutkijat käyttivät femtosekunnin laseria suurella toistotiheydellä luodakseen pieniä kuoppia, jotka sisälsivät yhden nanolamellin kaltaisen rakenteen. Sen koko on vain 500 x 50 nanometriä.
Laserilla ei kirjoiteta dataa suoraan lasille, vaan tutkijat käyttivät valoa tuottamaan optisen ilmiön, joka tunnetaan nimellä lähikenttäparannus. Siinä nanokokoinen lamellimainen rakenne syntyy muutamalla heikolla valopulssilla. Näin minimoidaan lämpövauriot tallennusmediaan, jotka ovat olleet ongelmallisia muissa korkean toistonopeuden lasereita käyttävissä lähestymistavoissa.
- Tämä uusi lähestymistapa parantaa tiedonkirjoitusnopeutta käytännölliselle tasolle, joten voimme kirjoittaa kymmeniä gigatavuja dataa kohtuullisessa ajassa, sanoo Southamptonin tutkijatohtori Yuhao Lei. Hänen mukaansa erittäin lokalisoidut, tarkat nanorakenteet mahdollistavat suuremman datakapasiteetin. Lisäksi pulssivalon käyttö vähentää kirjoittamiseen tarvittavaa energiaa.
Tutkijat käyttivät uutta menetelmää kirjoittaakseen 5 gigatavua tekstidataa piidioksidilasilevylle, joka on noin tavanomaisen CD-levyn kokoinen. Jokainen vokseli eli 3-ulotteinen tallennuspiste sisälsi neljä bittiä informaatiota ja joka toinen vokseli vastasi yhtä tekstimerkkiä. Tällä kirjoitustiheydellä levylle mahtuisi 500 teratavua dataa.
Tallennusnopeus on toki suhteellinen asia. Tällä menetelmällä dataa voitaisiin tallentaa 230 kilotavua sekunnissa, joten käyttökohteet voisivat löytyä datan pitkäaikaisesta tallentamisesta. 500 teratavun kirjoittamiseen lasilevylle menisi 60 vuorokautta.
