全息存儲(chǔ)的商品化

全息存儲(chǔ)的商品化

1記錄介質(zhì)與放放裝置的改變眾所周知，全球存儲(chǔ)技術(shù)的開(kāi)發(fā)歷史比現(xiàn)有的cd存儲(chǔ)技術(shù)更古老。早在1963年,PieterJ.VanHeerden就提出了采用三維全息技術(shù)來(lái)提高光存儲(chǔ)容量的設(shè)想。30多年以來(lái),諸如杜邦、IBM、洛克威爾和拜仁等公司都在這一領(lǐng)域進(jìn)行著研發(fā),并取得了一定的進(jìn)展。尤其是進(jìn)入1990年以后,在記錄介質(zhì)與記錄/回放裝置方面更是有所突破。例如,杜邦公司于1994年開(kāi)發(fā)出1種新的光聚合物(Photopolymer),它的單體可在激光照射下發(fā)生聚合反應(yīng),從而改變光學(xué)性質(zhì)。又如,拜仁公司研制出1種高分子感光塑料,它很適合于全息存儲(chǔ),已被用于該公司和IBM合作開(kāi)發(fā)的全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。此外,美國(guó)的MonhattenScientificInc更力圖把它的全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)變成商品,盡管沒(méi)有成功,但仍獲得了幾十項(xiàng)專利。最后,美國(guó)國(guó)防部的高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)也上馬了?HDSS(全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng))及PRISR(光折射信息存儲(chǔ)材料)等項(xiàng)目,并加速了自己的研發(fā)。但是,所有這些創(chuàng)建三維存儲(chǔ)的努力都尚未達(dá)到商品化的程度。直到2002年,一些不出名的小公司卻演示了全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)的樣品,并預(yù)定了推出相關(guān)產(chǎn)品的計(jì)劃。這樣,人們才終算見(jiàn)到了全息存儲(chǔ)技術(shù)商品化的曙光。2全面技術(shù)和數(shù)據(jù)記錄/放空氣那么,在全息存儲(chǔ)領(lǐng)域,為什么經(jīng)歷30余年的技術(shù)開(kāi)發(fā)仍不能實(shí)現(xiàn)商品化呢?究其原因,不外乎在記錄介質(zhì)與記錄/回放裝置2個(gè)方面存在不少難題。例如,在記錄介質(zhì)方面,由于從開(kāi)發(fā)當(dāng)初就提出了必須要有改寫(xiě)型的介質(zhì),故盡管對(duì)光折射材料等進(jìn)行了特性改善,但仍難以同時(shí)滿足靈敏度高、數(shù)據(jù)保持穩(wěn)定及低成本等條件。另外,以往使用的骰子狀介質(zhì)更要求極高的加工技術(shù),才能達(dá)到非凡的平坦度與平行度。同樣,在記錄/回放裝置方面,使用骰子狀的介質(zhì)也帶來(lái)3個(gè)問(wèn)題。其一是光學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜性,這是由于必須從不同的方向來(lái)入射信號(hào)光束與參數(shù)光束所致;其二是與現(xiàn)行的光盤(pán)沒(méi)有互換性,這是由于二者的介質(zhì)形狀完全不同所致;其三是為了正確地把激光束照射到所希望的位置,必須將光學(xué)系統(tǒng)與記錄介質(zhì)都固定在防振臺(tái)上。這樣,甚至連介質(zhì)本身的互換性都沒(méi)有了。由于上述原因,全息存儲(chǔ)技術(shù)長(zhǎng)期走不出實(shí)驗(yàn)室,成了所謂的“科學(xué)的虛構(gòu)”。因此,只有突破原來(lái)的框框,并制定出相應(yīng)的新途徑,才能把該技術(shù)的開(kāi)發(fā)進(jìn)一步推向商品化。3光聚合物技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)過(guò)反思,一些企業(yè)開(kāi)始轉(zhuǎn)變觀念,力圖找到新的發(fā)展突破口。他們從光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)得到了一些啟發(fā),并開(kāi)始了新的嘗試。首先,在記錄介質(zhì)方面,他們從CD—R盤(pán)片的普及得到了鼓舞。他們認(rèn)為,只要能做到價(jià)廉物美,一次刻錄型的介質(zhì)也是很有生命力的,沒(méi)有必要非追求改寫(xiě)型的不可。這樣一來(lái),就可以使用靈敏度高而又低成本的光聚合物了。由于在光聚合物的研發(fā)方面已經(jīng)投入了較多的力量,故其材料特性在近幾年內(nèi)有了快速的提高。例如,材料的體積收縮率已被降到0.1%左右,波面像差、平坦度及雙折射均勻性等光學(xué)特性也已被改善。這樣,不僅可以提高記錄容量,而且還可增加重寫(xiě)的指數(shù)——“M數(shù)”。其次,在錄/放裝置方面,他們將全息技術(shù)與光盤(pán)技術(shù)相結(jié)合。這樣,既可保持全息存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn),又可解決迄今存在的問(wèn)題。例如,日本的Optoware公司提出了?偏振共線·全息?方式,它就解決了上節(jié)中提到的3個(gè)問(wèn)題(圖1)。首先,用一個(gè)被稱為“徒光板”的元件來(lái)控制參數(shù)光束與信號(hào)光束的偏振面,使之可以合成一束光來(lái)照射介質(zhì)。這就解決了上節(jié)中提到的第一問(wèn)題,使光學(xué)系統(tǒng)簡(jiǎn)化了。其次,由于用物鏡會(huì)聚集該光束并投向介質(zhì),故可用于現(xiàn)有光盤(pán)相同的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行全息記錄,從而使互換性也變得容易了。另外,借助于光盤(pán)系統(tǒng)的調(diào)焦伺服與桑跡伺服的技術(shù),可以吸收介質(zhì)的撓曲及裝置的振動(dòng)等等,從而使上節(jié)中提到的第三個(gè)問(wèn)題也可得到解決。4盤(pán)片發(fā)展及其核心技術(shù)由于起動(dòng)了記錄介質(zhì)與錄/放裝置這兩只輪子,故成果也就相繼出來(lái)了。首先,Optoware公司于2002年7月召開(kāi)的?InterOpto’02上率先進(jìn)行了材料評(píng)價(jià)用的記錄/回放裝置的演示。盡管數(shù)據(jù)容量還只有30kbit,但還是讓人實(shí)際地看到了一邊桑跡一邊回放的情況。在表1中示出了該公司試制的記錄介質(zhì)評(píng)價(jià)裝置及介質(zhì)的主要技術(shù)規(guī)范。該公司預(yù)定在2002年底開(kāi)始發(fā)運(yùn)這種裝置,并考慮加快記錄介質(zhì)的開(kāi)發(fā)。另外,該公司還計(jì)劃進(jìn)行回放專用裝置的開(kāi)發(fā),以便在2003年以后就能實(shí)現(xiàn)商品化。其次,美國(guó)的InPhaseTechnologies公司也于2002年4月在拉斯維加斯召開(kāi)的?NAB2002上進(jìn)行了全息記錄技術(shù)Tapestory的實(shí)演。在該演示中使用的是3×3cm左右的卡狀介質(zhì)。不過(guò),在同年7月的?ISOM/ODS2002上,該公司接著已進(jìn)行了使用盤(pán)狀介質(zhì)的桑跡伺服演示。據(jù)說(shuō),若使用該技術(shù),就可在直徑為12cm的盤(pán)片上存儲(chǔ)100GB的數(shù)據(jù)。同樣,InPhaseTechnologies公司也將開(kāi)發(fā)回放專用的介質(zhì)轉(zhuǎn)寫(xiě)技術(shù),并打算在2004年實(shí)現(xiàn)它的商品化。該公司的介質(zhì)開(kāi)發(fā)副總裁LisaDhar說(shuō),這個(gè)40人的公司將集中力量把它的介質(zhì)與裝置推向?qū)I(yè)視頻市場(chǎng),以便替代目前的磁帶錄像。另外,索尼公司在?ISOM/ODS2002上也披露了它的全息盤(pán)片轉(zhuǎn)寫(xiě)技術(shù)。在圖2中示出了該轉(zhuǎn)寫(xiě)技術(shù)的概念。系統(tǒng)是由刻有細(xì)孔的金屬母盤(pán)與圓錐形反光鏡組合而成的(見(jiàn)圖2a)。將母盤(pán)上的信息以干涉條紋的形態(tài)轉(zhuǎn)寫(xiě)于備有全息記錄膜的盤(pán)片。使用角度相異的圓錐形反射鏡及母盤(pán)的組合來(lái)多重寫(xiě)入,這樣就可增加容量到100GB以上?；胤艜r(shí),若使入射參數(shù)光束的角度與記錄時(shí)來(lái)自圓錐形反射鏡的入射光束的角度相一致,就可取出對(duì)應(yīng)細(xì)孔的信息(見(jiàn)圖2b)。盡管索尼這次并沒(méi)有進(jìn)行桑跡演示,但確實(shí)把母盤(pán)的各樣以干涉條紋的形態(tài)記錄于全息盤(pán)片,而且還可將它復(fù)原成為數(shù)據(jù)。最后,美國(guó)Aprilis公司將利用MonhattenScientificInc.的專利來(lái)增強(qiáng)其全息存儲(chǔ)介質(zhì)的性能,并構(gòu)建相應(yīng)的硬件平臺(tái)。該公司收購(gòu)了屬于Monhatten的21個(gè)專利,它們多數(shù)涉及硬件,包括用于盤(pán)狀及卡狀驅(qū)動(dòng)器的讀/寫(xiě)光學(xué)系統(tǒng)等等。Aprilis公司的總裁及CEOjohnBerg說(shuō),該公司正在發(fā)運(yùn)其專有的一次寫(xiě)入/多次讀出介質(zhì)的首批樣品。在CD/DVD的形狀尺寸下,這種介質(zhì)具有200GB的存儲(chǔ)容量及100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。已將盤(pán)片出售給包括索尼、先鋒、松下及三星在內(nèi)的15個(gè)客戶。Berg先生說(shuō),Aprlis期望能在2003年末時(shí)將全息盤(pán)片的產(chǎn)量提高到25000張。5未來(lái)技術(shù)：以全息存儲(chǔ)技術(shù)為突破如上所述,目前已有多家企業(yè)計(jì)劃投入全息光盤(pán)產(chǎn)品的領(lǐng)域。他們都將于2003年末～2004年實(shí)現(xiàn)專業(yè)用的錄/放裝置的商品化,并打算在2005年以后向民用設(shè)備進(jìn)軍。如果這種狀況真能得以實(shí)現(xiàn),則大型電子制造廠商們所計(jì)劃的光盤(pán)進(jìn)化前景就將受到很大的威脅,如圖3所示。目前一般認(rèn)為,DVD以后的光盤(pán)將經(jīng)過(guò)2個(gè)階段向前進(jìn)化。第1階段是以“BlurayDISC”格式為代表的,以紫蘭色激光為光源的下一代光盤(pán)技術(shù)。第2階段是近場(chǎng)(NearField)技術(shù)及磁區(qū)擴(kuò)大回放技術(shù)等再下一代光盤(pán)技術(shù)。關(guān)于第1階段,全息光盤(pán)的出臺(tái)日期越早,它對(duì)下一代光盤(pán)的影響就越大。例如,如果100GB以上的全息記錄介質(zhì)能在2004年,2005年被弄到手的話,那它就將與剛好投放市場(chǎng)的下一代光盤(pán)產(chǎn)品發(fā)生正面沖突。也就是說(shuō),在需要特大容量介質(zhì)的專業(yè)用設(shè)備及民生用服務(wù)器等用途中,用戶很可能會(huì)選擇全息光盤(pán)。當(dāng)然,全息存儲(chǔ)技術(shù)也是第2階段的再下一代光盤(pán)技術(shù)的有力挑戰(zhàn)者。目前,再下一代光盤(pán)技術(shù)的候選者紛紛出臺(tái)亮相,但沒(méi)有一個(gè)共同的。研究資源也很分散,在提高了記錄密度方面呈現(xiàn)出一種停滯感。這樣,盡管AV設(shè)備制造廠商已開(kāi)始將目光逐漸移向以單面單層容量為100GB以上作為目標(biāo)的再下一代光盤(pán),但到它的實(shí)用化時(shí)期也許會(huì)被全息總存儲(chǔ)技術(shù)所取代。6測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試介質(zhì)的可靠性試驗(yàn)全息儲(chǔ)存技術(shù)的開(kāi)發(fā)正在急速地進(jìn)行著。但是,能否過(guò)渡到它的商品化呢?這可以說(shuō)是今后1～2年內(nèi)要見(jiàn)分曉的問(wèn)題。必須跨越的障礙還很