Articulo de referencia

Almacenamiento óptico de datos 3D

El almacenamiento óptico de datos 3D es cualquier forma de almacenamiento óptico de datos en la que la información se puede grabar o leer con resolución tridimensional (a difere...

El almacenamiento óptico de datos 3D es cualquier forma de almacenamiento óptico de datos en la que la información se puede grabar o leer con resolución tridimensional (a diferencia de la resolución bidimensional que ofrece, por ejemplo, un CD ). [ 1 ] [ 2 ]

Historia

Los orígenes de este campo se remontan a la década de 1950, cuando Yehuda Hirshberg desarrolló los espiropiranos fotocrómicos y sugirió su uso en el almacenamiento de datos. [ 3 ] En la década de 1970, Valerii Barachevskii demostró [ 4 ] que este fotocromismo podía producirse mediante excitación de dos fotones, y a finales de la década de 1980 Peter M. Rentzepis demostró que esto podía conducir al almacenamiento de datos tridimensionales. [ 5 ]

Procesos para la lectura de datos

Se ha demostrado que la generación de segundo armónico es un método para leer datos escritos en una matriz de polímero polarizada. [ 6 ]

También se ha demostrado que la tomografía de coherencia óptica es un método de lectura paralela. [ 7 ]

Desarrollo académico

  • Masahiro Irie desarrolló la familia de materiales fotocrómicos diariletenos . [ 8 ]
  • Yoshimasa Kawata, Satoshi Kawata y Zouheir Sekkat han desarrollado y trabajado en varios sistemas de manipulación de datos ópticos, en particular sistemas de polímeros polarizados. [ 9 ]
  • Kevin C. Belfield está desarrollando sistemas fotoquímicos para el almacenamiento óptico de datos 3D mediante el uso de transferencia de energía por resonancia entre moléculas, y también desarrolla materiales con alta sección transversal de dos fotones. [ 10 ]
  • Tom Milster ha realizado numerosas contribuciones a la teoría del almacenamiento óptico de datos 3D. [ 11 ]
  • Min Gu ha examinado la lectura confocal y los métodos para su mejora. [ 12 ] [ 13 ]

Desarrollo comercial

Ejemplos de soportes de almacenamiento de datos ópticos 3D. Fila superior : soportes Call/Recall escritos; soportes Mempil. Fila central : FMD; DMD y unidad D-Data. Fila inferior : soportes Landauer; soportes Microholas en funcionamiento.   
  • Call/Recall se fundó en 1987 a partir de la investigación de Peter Rentzepis. Utilizando grabación de dos fotones (a 25  Mbit/s con pulsos de 6,5  ps, 7  nJ y 532  nm), lectura de un fotón (con 635  nm) y una lente de inmersión de alta apertura numérica (1,0), han almacenado 1 TB como 200 capas en un disco de 1,2 mm de espesor. [ 14 ] Su objetivo es mejorar la capacidad a más de 5 TB y las tasas de datos a hasta 250 Mbit/s en el plazo de un año, mediante el desarrollo de nuevos materiales y diodos láser azules pulsados ​​de alta potencia.     
  • Mempile está desarrollando un sistema comercial llamado TeraDisc . En marzo de 2007, demostraron la grabación y lectura de 100 capas de información en un  disco de 0,6 mm de espesor, así como baja diafonía , alta sensibilidad y estabilidad termodinámica . [ 15 ] Tienen previsto lanzar un producto de consumo con láser rojo de 0,6 a 1,0 TB en 2010 y cuentan con una hoja de ruta para un producto con láser azul de 5 TB. [ 16 ]
  • Constellation 3D desarrolló el Disco Multicapa Fluorescente a finales de la década de 1990, que era un disco ROM fabricado capa por capa. La empresa quebró en 2002, pero la propiedad intelectual ( PI ) fue adquirida por D-Data Inc., [ 17 ] que está intentando introducirlo como el Disco Multicapa Digital (DMD).
  • Landauer Inc. está desarrollando un medio basado en la absorción resonante de dos fotones en un sustrato de cristal único de zafiro . En mayo de 2007, demostraron la grabación de 20 capas de datos utilizando 2 nJ de energía láser (405  nm) para cada marca. La velocidad de lectura está limitada a 10  Mbit/s debido al tiempo de vida de la fluorescencia. [ 18 ]
  • Colossal Storage pretende desarrollar una tecnología de almacenamiento óptico holográfico 3D basada en la polarización de campos eléctricos inducidos por fotones mediante un láser ultravioleta lejano para obtener grandes mejoras con respecto a la capacidad de datos y las tasas de transferencia actuales, pero hasta el momento no han presentado ninguna investigación experimental ni estudio de viabilidad.
  • Microholas opera desde la Universidad de Berlín, bajo la dirección de la profesora Susanna Orlic, y ha logrado registrar hasta 75  capas de datos microholográficos, separadas por 4,5 micrómetros, lo que sugiere una densidad de datos de 10  GB por capa. [ 19 ] [ 20 ]
  • 3DCD Technology Pty. Ltd. es una empresa derivada de la universidad creada para desarrollar tecnología de almacenamiento óptico 3D basada en materiales identificados por Daniel Day y Min Gu. [ 21 ]

Véase también

Referencias

  1. Kawata, S.; Kawata, Y. (2000). "Almacenamiento óptico tridimensional de datos mediante materiales fotocrómicos". Chemical Reviews . 100 (5): 1777– 88. doi : 10.1021/cr980073p . PMID 11777420 . 
  2. Burr, GW (2003). Almacenamiento óptico tridimensional (PDF) . Conferencia SPIE sobre nanoóptica y microóptica para sistemas de información . págs. 5225–16 . Archivado del original (PDF) el 8 de marzo de 2008. 
  3. Hirshberg, Yehuda (1956). "Formación y erradicación reversible de colores por irradiación a bajas temperaturas. Un modelo de memoria fotoquímica". Journal of the American Chemical Society . 78 (10): 2304– 2312. doi : 10.1021/ja01591a075 .
  4. Mandzhikov, VF; Murin, Virginia; Barachevskii, Valerii A. (1973). "Coloración no lineal de soluciones fotocromáticas de espiropirano". Revista soviética de electrónica cuántica . 3 (2): 128. doi : 10.1070/QE1973v003n02ABEH005060 .
  5. Parthenopoulos, Dimitri A.; Rentzepis, Peter M. (1989). "Memoria de almacenamiento óptico tridimensional". Science . 245 (4920): 843– 45. Bibcode : 1989Sci...245..843P . doi : 10.1126/science.245.4920.843 . PMID 17773360 . S2CID 7494304 .  
  6. Fort, AF; Barsella, A.; Boeglin, AJ; Mager, L.; Gindre, D.; Dorkenoo, KD (29 de agosto de 2007). Almacenamiento óptico mediante señales de segundo armónico en películas orgánicas . SPIE Optics+Photonics . San Diego, EE. UU., págs. 6653–10 . 
  7. Reyes-Esqueda, Jorge-Alejandro; Vabreb, Laurent; Lecaque, Romain; Ramaz, François; Olvídate, Benoît C.; Dubois, Arnaud; Briat, Bernardo; Boccara, Claude; Roger, Gisèle; Canva, Michael; Levy, Yves; Chaput, Federico; Boilot, Jean-Pierre (mayo de 2003). "Almacenamiento óptico 3D en materiales sol-gel con lectura mediante técnica de tomografía de coherencia óptica". Comunicaciones Ópticas . 220 ( 1– 3): 59– 66. arXiv : cond-mat/0602531 . Código Bib : 2003OptCo.220...59R . doi : 10.1016/S0030-4018(03)01354-3 . S2CID 119092748 . 
  8. Irie, Masahiro (2000). "Diariletenos para memorias e interruptores". Chemical Reviews . 100 (5): 1685– 716. doi : 10.1021/cr980069d . PMID 11777416 . 
  9. Kawata, Y.; Kawata, S. (23 de octubre de 2002). "16: Almacenamiento de datos 3D y grabación de campo cercano". En Sekkat, Z.; Knoll, W. (eds.). Películas delgadas orgánicas fotorreactivas . EE. UU.: Elsevier. ISBN 0-12-635490-1.
  10. Won, Rachel Pei Chin (16 de noviembre de 2016). "Dos fotones son mejor que uno" . Nature Photonics : 1. doi : 10.1038/nphoton.2006.47 .
  11. Milster, TD; Zhang, Y.; Choi, TY; Park, SK; Butz, J.; Bletscher, W. "Potencial del almacenamiento óptico volumétrico bit a bit de datos en aplicaciones espaciales" (PDF) . Archivado del original (PDF) el 4 de octubre de 2006.
  12. Amistoso, Jose Omar; Gu, Min; Kawata, Satoshi (2002). "Caracterización de un sistema de lectura de microscopio confocal en un polímero fotocrómico bajo excitación de dos fotones". Japanese Journal of Applied Physics . 41 (8): 5160– 5165. Bibcode : 2002JaJAP..41.5160A . doi : 10.1143/JJAP.41.5160 . S2CID 121467147 . 
  13. Gu, Min; Amistoso, Jose Omar; Toriumi, Akiko; Irie, Masahiro; Kawata, Satoshi (2001). "Efecto de la respuesta saturable a la absorción de dos fotones en el nivel de señal de lectura del almacenamiento óptico de datos de bits tridimensionales en un polímero fotocrómico" (PDF) . Applied Physics Letters . 79 (2): 148– 150. Bibcode : 2001ApPhL..79..148G . doi : 10.1063/1.1383999 . hdl : 1959.3/1798 .
  14. Walker, E; Rentzepis, P (2008). "Tecnología de dos fotones: una nueva dimensión". Nature Photonics . 2 (7): 406– 408. Bibcode : 2008NaPho...2..406W . doi : 10.1038/nphoton.2008.121 .
  15. Shipway, Andrew N.; Greenwald, Moshe; Jaber, Nimer; Litwak, Ariel M.; Reisman, Benjamin J. (2006). "Un nuevo medio para la grabación y reproducción de datos volumétricos de dos fotones". Japanese Journal of Applied Physics . 45 (2B): 1229– 1234. Bibcode : 2006JaJAP..45.1229S . doi : 10.1143/JJAP.45.1229 . S2CID 59161795 . 
  16. Genuth, Iddo (27 de agosto de 2007). "Mempile - Terabyte en un CD" . TFOT . Archivado del original el 15 de septiembre de 2007.
  17. "Disco digital multicapa: más rentable que el láser azul" . 28 de mayo de 2004. Archivado del original el 28 de mayo de 2004.
  18. Akselrod, MS; Orlov, SS; Sykora, GJ; Dillin, KJ; Underwood, TH (2007). Avances en el almacenamiento óptico volumétrico bit a bit utilizando medios basados ​​en alúmina . Almacenamiento óptico de datos. The Optical Society of America. doi : 10.1364/ODS.2007.MA2 .
  19. Criante, L.; Vita, F.; Castagna, R.; Lucchetta, DE; Frohmann, S.; Feid, T.; Simoni, FF; Orlic, S. (28 de agosto de 2007). Nuevos materiales compuestos sensibles al azul para el almacenamiento óptico de datos de alta resolución . SPIE Optics+Photonics. San Diego, EE. UU.: SPIE. págs. 6657–03 . 
  20. Orlic, S.; Markötter, H.; Mueller, C.; Rauch, C.; Schloesser, A. (28 de agosto de 2007). Nano y microestructuración 3D de nanocompuestos poliméricos para detección óptica y procesamiento de imágenes . SPIE Optics+Photonics. San Diego, EE. UU.: SPIE. págs. 6657–14 . 
  21. "Swinburne Ventures" . Universidad Tecnológica de Swinburne.{{cite web}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )