光儲存的原理

光存儲技術是用激光照射介質，通過激光與介質的相互作用使介質發生物理、化學變化，將信息存儲下來的技術。其基本物理原理是：存儲介質受到激光照射后，介質的某種性質(如反射率、反射光極化方向等)發生改變，介質性質的不同狀態映射為不同的存儲數據，存儲數據的讀出則通過識別存儲單元性質的變化來實現。

光存儲技術的發展方向：

1、多層藍光存儲技術

既然一層藍光存儲的密度無法滿足市場需求，那么就肯定有人嘗試將多層藍光堆疊起來。多層藍光光存儲的實現途徑主要有基于熒光染料的多層光盤、基于光學開關層的多 層光盤、多波長多層存儲技術和微全息多層存儲技術等。

目前多層的100 GB 藍光光盤在光盤庫已普遍采用，300 GB 藍光光盤目前已經研制出樣盤，正在解決大規模生產的工藝問題，預計2021 年初量產。

由于受記錄層透過率的限制，已有研究證明藍光單張光盤的層數一般不超過40 層，存儲容量不超過1 TB。與在線服務的串流服務相比，藍光光盤的優勢在于超高比特率(最高108 Mbps)，而一般在線4 K 超清串流只有16 Mbps。

2、多波長多階光存儲

多波長光存儲的原理主要利用光致變色材料的分子級光開關效應。光致變色材料的變色機理：物質吸收光子后，內部電子從分子的一個能級躍遷到另一個能級或者固體中的離子從一個位置轉移到另一個位置并改變它的價態，使其呈現不同的光譜，從而導致光致變色。同一時刻在光致變色材料中利用不同的激光波長，可實現多波長和多層并行信息存。

3、雙光束超分辨率光存儲技術

其基本原理類似于2014年諾貝爾化學獎得主Hell 發明的熒光成像技術，最早于1994 年提出。其中一束光作為記錄誘導光，另一束特殊調制后的光具有空心光強分布特性，作用于記錄介質上時能夠產生“刪除”效應，抑制光記錄的過程。因而這種雙束光記錄方式能夠突破衍射極限進一步縮小記錄點尺寸。

4、近場光存儲技術

近場光存儲的原理是將入射光束通過光學系統形成直徑小于100 nm 的存儲光斑，而光學系統出射端面與存儲介質的間距保持在深亞微米范圍內，將光斑直接耦合到存儲介質進行存儲。近場光學分辨率突破了瑞利衍射極限，達到了納米量級，這一重要性質使得光學成像分辨率有可能提高幾十倍甚至上百倍。

5、全息存儲技術

全息存儲是一種高密度三維光存儲技術，采用的是與傳統二維存儲完全不同的機理：激光器輸出激光束經分光鏡分為兩束光，一束光經過空間調制器后攜帶物體的二維信息成為物光，另一束作為參考光束。兩束光相遇發生干涉，使得數據信息以全息圖的方式被記錄在存儲材料中，能夠保存其完整的空間相位信息。