光存储技术的发展史及发展趋势.doc

光存储技术与工艺课程考试答题卷光存储技术的发展史及发展趋势光存储技术是采用激光照射介质，激光与介质相互作用，导致介质的性质发生变化而将信息存储下来的。读出信息是用激光扫描介质，识别出存储单元性质的变化。在实际操作中，通常都是以二进制数据形式存储信息的，所以首先要将信息转化为二进制数据。写入时，将主机送来的数据编码，然后送入光调制器，这样激光源就输出强度不同的光束。一、 光存储技术的发展历史1990年中期，5.25英寸磁光盘（即mo，3.5英寸的mo只出现在日本）系统取代了12英寸写一次可读多次 (worm) 光盘的统治地位，并且把这种地位一直保持到最近。mo最可怕的竞争来自可读写压缩光碟（cd-r，1990年出现）。mo的容量从1.3gb、2.6gb、5.2gb、一直发展到现在的9.4gb(4.7gb/面)。并且每种新型的mo驱动器仍可以读取以前三代mo媒质，同时至少能写前两代的mo盘。mo的用户和存储管理员把这种投资保护特点看作是mo的最大优势，并且对mo非常忠心。 当第一批可读写cd系统上市时，这种光盘可以在任何cd-rom驱动器或cd-音频播放机中使用。飞利浦和索尼还推出了一种可读写的 (cd-rw) 光盘，并鼓动所有只读驱动器的制造商在其产品中安装这种“多次读写”芯片。最近出现了另外一种用于高速记录（即由12倍速以上的新驱动器写入）的cd-rw光盘不能用于8倍速以下的老式光盘驱动器。eastman kodak 推出了一种极具诱惑力的混合cd（cd-prom），它综合了“只读”和“可记录”两种特点。六年以前，在业界第一个标准组织光存储技术协会中的索尼、飞利浦，和东芝、日立、matsushita争论关于一种新型的、高容量的、与cd媒质采用相同形式的光盘系统。争论的结果是东芝联盟一方“赢了”，他们把这种新格式命名为dvd。dvd记录采用了相变技术。先锋、matsushita、东芝、日立等厂家都把他们的最新式dvd录制机制成多功能的：先锋增加了一种称为dvd-rw格式的可重写能力，matsushita集团采用了只写入一次的dvd-r。 现在出现了一种更专用的可读写格式。索尼、飞利浦以及其他四个厂商都在宣传dvd+rw 格式。但是dvd+rw驱动器和介质才刚刚上市。惠普推出了第一个商业品牌的dvd+rw，而戴尔是支持它的第一个pc制造商。现在，苹果公司也oem了先锋的dvd-r驱动器。二、光存储的基本原理作为光储存方式，已有近百年的发展历史。常见的照相术就是最早的光存储技术。无论是胶片感光灵敏度、分辨率、色彩，还是照相仪器，都取得了长足的进步，不仅能拍摄静止景物，还能通过电影、电视将活动图像记录和再现。然而， 包括全息照相在内的照相术，都属于模拟光存储范畴，它在存储容量、存储密度及传输速率等方面都受到一定限制。随着信息社会的发展，特别是激光的出现和计算机的日益普及，数字光储技术开始兴起，数字光盘的诞生成为存储技术的一项重大突破4。下图1示出数字光盘存储的基本原理。图1 数字光盘存储基本原理迄今为止，绝大部分商品化光盘存储系统中所用的记录介质的记录机理都是热致效应。利用从激光束吸收的能量，作为高度集中的、强大的热源，促使介质局部熔化或蒸发，通常称为烧蚀记录5。在实际操作中，一般用电脑来处理信息，因为电脑只能识别二进制数据，所以要在存储介质上面储存数据、音频和视频等信息，首先要将信息转化为二进制数据。现在常见的cd光盘、dvd光盘等光存储介质，与软盘、硬盘相同，都是以二进制数据的形式来存储信息的。写入信息时，将主机送来的数据经编码后送入光调制器，使激光源输出强度不同的光束，调制后的激光束通过光路系统， 经物镜聚焦然后照射到介质上，存储介质经激光照射后被烧蚀出小凹坑，所以在存储介质上，存在被烧蚀和未烧蚀两种不同的状态，这两种状态对应着两种不同的二进制的数据。具体来说就是读取信息时，激光扫描介质，在凹坑处由于反射光与入射光相互抵消入射光不返回，而在未烧蚀的无凹坑处，入射光大部分返回。这样，根据光束反射能力的不同，就可以把存储介质上的二进制信息读出，然后再将这些二进制代码转换成为原来的信息。三、光存储技术的发展趋势记录密度高是光存储技术最突出的特点，也是用作计算机外设最具吸引力的方面。但是随着科学技术的发展和制造工艺的改善，磁记录技术也在不断取得新的进展。目前，与磁盘相比，光盘单机的存储容量已无绝对优势，而存取速度差距并无明显缩小。因此，提高记录密度，从而提高光存储的容量，以及提高读写速度是光存储技术研究工作的主要方向。超高密度光存储技术代表着信息存储的发展方向，国内外竞争的非常激烈。相对于国外的发展态势，国内仍然存在一定的差距。光存储方向的研究，是为了满足日益发展的信息技术的需要，所以，各种存储技术都是以提高存储容量、密度、可靠性和数据传输率作为主要发展目标。目前，全息体存储、蓝光存储以及基于超分辨率近场结构存储是主要的研究方向。其中，蓝光技术作为第三代光存储技术，即将成为数字视频传播等领域的主流技术。从长远来看，只有将蓝光技术进行扩展，即与多阶、超分辨近场结构、多波长等技术相结合才能进一步扩大存储容量，适应未来发展的需要。光存储的发展趋势是：从二维光存储到多维光存储，从光热存储到光子存储，从远场光学存储到近场光学存储。具体发展方向主要着重于以下几个方面：（1）进一步缩小记 录单元是发展高密度光存储的有效途径，最具代表性的就是超分辨率近场结构存储。随着精密技术及弱信号处理等相关技术的进步，信息的记录单元将逐渐减小到单原子或分子量级；（2）采用数字式记录作为最基本和最有效的记录方式；（3）采用并行读写逐步代替串行读写，从而提高数据的读取传输率。体全息存储的一个固有特性就是具有并行读写功能，这是体全息存储被普遍重视的原因之一；（4）改善寻址方法，发展无机械寻址功能，提高随机寻址速度；（5）加强超高密度光存储记录材料的基础研究仍是解决超高密度存储和超快速响应等问题的关键，主要方向是开发适于光致模式的超高密度近场光存储 的有机介质。总之，光存储技术在迅速发