自远古时代以来，拥有一些信息的人就试图保存它。 这样做的原因可能是希望重用此信息，或者是希望将其传递给后代。 在任何情况下，为了保存信息，都需要一个“容器”来存储它。 最早的此类信息载体是岩石，古代人们在岩石上描绘了他们生活中的各种事件（狩猎，生活，对世界的观察等）。 现在我们已经远离了岩石上的图纸。 光盘，HDD，SDD，闪存和其他介质对我们来说已经成为绝对的普通事物。 但是，您如何看待全息技术用于存储信息？ 这种非标准方法并不是什么新鲜事物，只是直到最近，科学家才能够解决阻止该技术从理论转向实践的根本问题。 这个问题是什么，它是如何解决的，我们应该期待数据存储领域的一场革命吗？ 今天，我们将尝试回答这些问题和其他问题。 走吧
HVD简史
HVD（或全息多功能光盘）是全息多功能光盘。 早在1963年，宝丽来的科学家Peter van Heerden提出了一种“批量存储”数据的方法。 从那时起，许多公司都在这一领域发展。
HVD和DVD索尼在2000年宣布开发UDO（超高密度光学-具有高数据密度的光学介质），它可以存储大约30 GB的存储空间。 该格式早在2007年就已升级为UDO2，存储的信息量高达60 GB。
2006年，新中型企业向公众推出了一种新的革命性格式-HD VMD。 2年后，开始了第一笔销售。
VMD新中型企业播放器但是，众所周知，全息媒体货架上的电子商店目前还没有乱扔垃圾。 因此，稍后会有一些原因。
VMD技术原理
磁盘层的示意图以及激光束对其的影响（来源：en.wikipedia.org） ：
- 1-绿色激光读/写（532 nm）;
- 2-红色定位/索引激光（650 nm）;
- 3-全息图（数据）;
- 4-聚碳酸酯层；
- 5-具有数据的光敏（photopolimeric）层;
- 6-分离层（Distans层）；
- 7-反射绿色的层（二向色层）；
- 8-反射红光的铝层； 9-透明的底座； P-凹坑（凹坑）
引起您注意的第一件事是绿色和红色两种激光的存在。 由于这两条射线的连接（由于它们的相干性），信息以全息图像的形式记录。 绿线是参考，不包含数据。 红光束通过改变光束特性的光学调制器。 当两个光束相交时，在干涉区域中形成全息图像。 结果，我们可以以三维形式存储数据，而不是像传统光学介质那样以二维形式存储数据。
*一个粗略的例子 ：
假设有一个房间需要装满盒子。 如果将它们放在地板上，则盒子的容纳空间将大大减少。 而且，如果您使用从地板到天花板的整个空间，则可以放置更多的盒子。
来自中国的新消息
东北师范大学正如我们已经了解的，有很多人想要创建自己的HVD。 每个研究该技术的公司都为其整体开发带来了新的东西。 不想和来自东北师范大学（Northeastern Pedagogical University）的科学家们站在一起。 他们设法开发了一种新型的胶片，将其用作全息图像（即数据）的存储库。 这样的介质将具有高数据密度，出色的读/写速度，并且能够在环境的剧烈变化中生存。 此外，他们还设法解决了由于暴露于紫外线辐射而导致全息介质易碎的问题。
原型制造过程
研究中使用的主要物质是八面体-TiO
2 （二氧化钛）的多晶型物之一。 在玻璃基体上涂覆了氧化钛纳米颗粒（0.4 mol / L）和嵌段共聚物PEO20-PP070-PPO20（20 g / L）的混合物。 接下来，将碱浸入通过溶胶-凝胶法获得的水和乙醇（等比例）的混合物中。 去除速率为2 cm / s，这对于产生均匀，透明和光滑的氧化钛膜是必需的。 此外，为了除去聚合物，将膜在450℃的温度下煅烧1小时。
下一步是将氧化钛纳米多孔膜浸入磷钨酸盐溶液（浓度-0.016 mol / l）中5小时。 为了使酸分子成功地被膜的表面吸收，需要如此长的过程。
纳米多孔膜原型制作过程的示意图将所得膜浸入0.01M的硝酸银（AgNO
3 ）-49ml和乙醇-1ml的混合物中。 在室温下紫外线照射20分钟期间，将银纳米孔沉积在薄膜上（带有磷钨酸分子的氧化钛）。 最后一步是在去离子水中洗涤薄膜，并用紫外线照射5分钟以减少残留的Ag +离子。
在紫外线照射下，样品变为棕灰色，这是由于沉积的银纳米孔的表面等离振子共振的局部吸收所致。 使用UV-2600 UV光谱仪和扫描电子显微镜获得样品的纳米结构的光学性质和形态。
光电化学实验
该实验是在室温下使用恒电位仪（自动监测电极电势并支持其预定值的设备）进行的。 对于实验，使用了标准的三电极配置：
- 氧化锡玻璃-工作电极；
- Ag / AgCl（氯化银电极）-参比电极；
- 铂黑是对电极。
由Hayashi LA-410氙灯提供的照明强度为20 mW / cm
2 。 在pH值为5.8的0.5M Na
2 SO
4 （硫酸钠）的电解质中进行测量。
全息记录过程
使用相干s偏振激光束（532 nm，714 mW / cm
2 ）记录衍射光栅。 记录射线的交角设定为10度。 写入光束的功率密度相同，为57 mW / cm
2 。 使用产生671 nm s偏振光的红色激光来监视全息光栅的动态。 激光的671 nm的功率密度设置为7 mW / cm
2，以最大程度地减少读出辐射的破坏作用，从而导致光化学反应。 衍射的一阶信号记录在与计算机耦合的光电二极管上。 全息光栅的衍射效率可以定义为穿过样品后的一阶衍射光束和入射光束的强度之比。
系统外观另外，在空间滤波器之后，写入光束之一被扩展，准直以穿过掩模，并聚焦在Ag / PW
12 / TiO
2纳米复合膜的中心。 另一束光束指向与参考光束相同的方向。 使用CMOS摄像机收集重建的全息图像。 使用红色激光（671 nm）作为读取全息图像的测试。
全息记录的光学调整的简化图，其中：
M-镜子-镜子;
BS-分束器-分束器;
F是镜头；
BE-扩束镜-扩束镜;
PD-光电二极管-光电二极管;
样本-样本；
面具-面具。测试结果
在研究人员手中是用于测试的相同样本以下是测试结果的图表和快照，并附有说明。 对于更详细的研究，我建议您阅读研究组的报告，该报告可以通过
引用或以下
链接找到
（PDF文档） 。
膜形态和紫外线吸收光谱
图片编号3图像
（a）和
（c）显示具有磷钨酸分子（PW
12 ）的氧化钛薄膜的表面和横向SEM图像。 并且在图像
（b）和
（d）中，没有附加成分
的氧化钛膜。 每个样品的厚度为620nm。 具有PW12的样品显示的银纳米孔分布（不含纳米颗粒）明显低于不含PW
12的样品（约21.2 nm）。 该差异可能是由于在紫外线辐射的影响下银纳米孔聚集的抑制。
使用受体，等离激元银纳米孔（小于30nm）占据约98％的体积分数，这对于实现高水平的效率和光致变色速度
（e）是非常好的指示。 通过使该金属与氧化钛膜
（f）直接接触，获得分布更广的银纳米孔（4至52nm
） 。
另外，Ag / PW
12 / TiO
2膜中纳米孔的浓度为7.94 ~~ 109 / cm
2 ，低于Ag / TiO
2膜的纳米孔浓度（〜9.42 ~~ 109 / cm
2 ）。
图片编号4：
（a）显示由于紫外线暴露导致PW 12 TiO 2和TiO 2膜中银纳米孔减少的方案。
（b）玻璃/玻璃基板（基底）上的Ag / PW 12 / TiO 2膜和Ag / TiO 2膜的光谱在紫外范围内。其中，PW
12的使用在光催化沉积和电子转移
（a）的过程中提供了额外的电子传输通道。 来自TiO
2的光生电子
被分布，其中一些可以在紫外线激发下转移到PW
12 ，这有效地减慢了银纳米孔的沉积。 在Ag / PW
12 / TiO
2样品的紫外吸收光谱中测试的延迟效应约为0.95，而在Ag / TiO
2样品的紫外吸收光谱约为1.38
（b） 。
图片编号5：
（a） PW 12 / TiO 2电子和TiO 2电子的伏安图的线性扫描（扫描速度为10 mV / s）。 插图（右下角）在黑暗中显示测试结果。
（b）在暴露于紫外线下的Ag / PW 12 / TiO 2膜中的电子跃迁过程。可逆光致变色的调制
图像6：Ag / PW 12 / TiO 2 （a）和Ag / TiO 2薄膜的吸收差异
（b）交替照射绿光（532 nm，57 mW / cm 2 ）和紫外线（360 nm，71 mW / cm 2 ）。 交替暴露于绿色和紫外线辐射下，Ag / PW 12 / TiO 2 ©和Ag / TiO 2 （d）的吸收变化。
图像7：暴露于（s + s）绿光（记录）和UV光束（擦除）下的Ag / PW 12 / TiO 2膜（a）和Ag / TiO 2膜（b）中的全息光栅的一级衍射效率）四个周期。研究人员的发现
使用全息技术可以一次写入和读取数百万个字节，这比使用光学和磁性存储介质快几倍。 该技术的另一个重要优点是可以以三维形式记录数据，这使您可以在实际大小不增加的介质上存储更多数据。 从某种意义上讲，这是对空间的最有效利用。
最大的问题是紫外线辐射的有害影响，紫外线会从介质中擦除数据。 但是，研究人员设法解决了这一难题。 为此目的，使用诸如银和氧化钛的材料。 使用激光，由于额外的电子，银粒子被转换为带有正电荷的银阳离子。
其中一位研究人员
付申成（音译）对此发表了以下
看法 ：
我们发现紫外线辐射可以擦除数据，因为它会导致电子从半导体膜移动到金属纳米颗粒，从而引起与激光相同的光子转换。 电子的引入“吸引”了分子，导致一些电子从半导体转移到这些分子，从而降低了UV辐射的擦除性能并创建了环境稳定的高密度数据存储介质。
纳米孔的重要性在于它们能够使纳米颗粒，电子吸引分子和半导体相互作用的能力。 吸引电子的分子极小的尺寸使它们可以附着在孔内而不会影响其结构。 膜的最终尺寸仅为620纳米。
测试结果表明，即使不断暴露于紫外线下，数据也可以记录在新胶片上。 利用吸引电子的分子形成许多电子传输路径，从而改善了材料对激光束的响应。 并且这分别意味着数据记录速度的提高。 至于读取数据的速度，据科学家称，约为1 GB / s。
神承府的话：
在光学存储领域中，通常将贵金属（如银）的使用视为慢响应介质。 我们已经证明，使用电子传输流可以提高粒子的光学响应速度，同时保留这些粒子的其他品质，这些品质可用于存储数据。
可以这么说，这项技术的下一步研究将是在实验室外测试环境稳定性。
结语
研究人员相信自己的创新。 而且并非徒劳，因为他们设法解决了已经存在多年的问题-紫外线辐射的有害影响。 如果全息信息载体只能在黑暗中使用（粗略地说），那又有什么意义呢？ 尽管取得了成功，科学家们说，利用他们的发展将需要创造一种新型媒体的读者。 这将花费大量时间，甚至需要更多的精力。
无论如何，正如我们已经非常了解的那样，任何研究（尤其是如此成功的研究）都对这样的技术发展产生巨大的积极影响。 在不久的将来等待着像口香糖板那样大的未来全息照相介质肯定不值得。 但是，正如我们回想的那样，早在15年前，没有人会相信将来会出现闪存驱动器，其容量不是以兆字节为单位，而是以太字节为单位。
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