כתיבת נתונים באמצעות שני ממדים אופטיים בתוספת שלושה ממדים מרחביים - טכניקה ידועה המכונה אחסון '5d' - צוות Southampton יכול לכתוב במהירות של 1,000,000 ווקסלים לשנייה, שווה ערך ל-~230kbyte/s.
הם השתמשו בו כדי להקליט 6Gbyte לתוך מצע זכוכית סיליקה, בארבעה ריבועים כל אחד בגודל 8.8 x 8.8 מ"מ, כמו גם את הלוגו של האוניברסיטה (ראה תמונה). דיוק הקריאה היה קרוב ל-100%.
"המנגנון הפיזי שאנו משתמשים בו הוא גנרי", אמר החוקר Yuhao Lei. "לפיכך, אנו צופים ששיטת כתיבה זו יכולה לשמש גם עבור ננו-מבנה מהיר בחומרים שקופים עבור יישומים באופטיקה משולבת תלת מימד ומיקרופלואידיקה."
זה כרוך במיקוד לייזר פמטו-שניות ליצירת בורות של 500 x 50 ננומטר, שימוש באפקטים של שדה קרוב ולייזר שני כדי לרכז אנרגיה לחלל קטן מספיק עם עוצמה מספקת כדי לכתוב את המבנה - המתואר כ"דמוי ננומללה" - אלקטרוניקס וויקלי ביקש הבהרה.
"במקום להשתמש בלייזר הפמטו-שניות כדי לכתוב ישירות בזכוכית, החוקרים רתמו את האור כדי לייצר שיפור בשדה הקרוב, שבו נוצר מבנה דמוי ננו-למלה על ידי כמה פעימות אור חלשות, מננוואיד איזוטרופי שנוצר על ידי יחיד. מיקרו-פיצוץ דופק", לפי אופטיקה, שבכתב העת שלה התפרסמה העבודה. "שימוש בשיפור שדה קרוב כדי ליצור את המבנים הננו-מזער את הנזק התרמי שהיה בעייתי עבור גישות אחרות המשתמשות בלייזרים בעלי קצב חזרות גבוה."
הנתונים מאוחסנים בכיוון המבנים ('ציר איטי') במשטח הזכוכית (ממד 4 נומינלי, נשלט על ידי קיטוב כתיבה) וכן בגודלם (ממד 5, על ידי עוצמת הכתיבה).
"גישה זו משפרת את מהירות כתיבת הנתונים לרמה מעשית, כך שנוכל לכתוב עשרות גיגה-בייט של נתונים בזמן סביר", אמר ליי. "הננו-מבנים המקומיים והמדויקים מאפשרים קיבולת נתונים גבוהה יותר מכיוון שניתן לכתוב יותר ווקסלים בנפח יחידה. בנוסף, שימוש באור פועם מפחית את האנרגיה הדרושה לכתיבה".
למרות שהשיטה יכולה להכניס 500Tbyte של נתונים לתיקון בגודל תקליטור, ייקח זמן לכתוב את הכל.
"עם שדרוגים המאפשרים כתיבה מקבילה, החוקרים אומרים שזה אמור להיות אפשרי לכתוב את כמות הנתונים הזו תוך כ-60 יום", אמרה Optica.
"מהירות גבוהה אולטרה-מהיר לייזר אנזוטרופי ננו-מבנה על ידי בקרת שקיעת אנרגיה באמצעות שיפור השדה הקרוב" פורסם ב-Optica על ידי Optica (לשעבר OSA). ניתן לקרוא את העיתון המלא ללא תשלום.
קרדיט תמונה: Yuhao Lei ופיטר G. Kazansky, אוניברסיטת סאות'המפטון