Author Affiliations
Abstract
Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
The ongoing quest for higher data storage density has led to a plethora of innovations in the field of optical data storage. This review paper provides a comprehensive overview of recent advancements in next-generation optical data storage, offering insights into various technological roadmaps. We pay particular attention to multidimensional and superresolution approaches, each of which uniquely addresses the challenge of dense storage. The multidimensional approach exploits multiple parameters of light, allowing for the storage of multiple bits of information within a single voxel while still adhering to diffraction limitation. Alternatively, superresolution approaches leverage the photoexcitation and photoinhibition properties of materials to create diffraction-unlimited data voxels. We conclude by summarizing the immense opportunities these approaches present, while also outlining the formidable challenges they face in the transition to industrial applications.
optical data storage multidimensional data storage nanogratings superresolution data storage 
Chinese Optics Letters
2023, 21(12): 120051
作者单位
摘要
1 光电材料与技术国家重点实验室,中山大学物理与天文学院,中山大学物理学院,广东 广州 510275
2 汕头大学理学院物理系,广东 汕头 515063
人类社会正处于信息爆炸的大数据时代,迅速膨胀的数据在持续高速增加,需要越来越大的存储容量来承载。高密度光存储技术具有非接触、抗电磁干扰、存储密度高等优点,为更好地存储、处理、分析每天产生的海量数据提供了优质方案。然而,光储存记录点的尺寸受到衍射极限的限制,传统光存储技术的存储密度难以大幅提升。近年来,随着多参量光场调控技术的发展,高数值孔径物镜聚焦下的结构化光场有了更新颖的结构、更丰富的维度和更小的尺寸,为高密度光存储提供了更多选择。本文将综述光场调控技术在紧聚焦焦场上的最新成果,介绍实现空间紧聚焦焦场的理论设计、模拟、实验、高效生成器件和应用。这些成果将会更好地服务于高密度光存储技术的研究与应用。
光数据存储 衍射极限 光场调控 紧聚焦 光学超振荡 超构透镜 
中国激光
2023, 50(18): 1813012
朱宸 1邵正龙 1周英杰 1任佳琪 1[ ... ]汤东亮 1,2,**
作者单位
摘要
1 湖南大学物理与微电子科学学院微纳光电器件及应用教育部重点实验室,湖南 长沙 410082
2 湖南大学粤港澳大湾区创新研究院,广东 广州 511300
液晶作为一种介于液态与结晶态之间的功能性软材料,可以同时表现出液体流动性和晶体的各向异性,被广泛应用于图像显示、集成光电子学、光通信等领域。近年来,由于液晶理论研究的深入及其加工技术的发展,液晶在几何相位、动态可调谐等光场调控方面的优势推动了光学器件的平面化、集成化、智能化和小型化。综述了液晶在光场调控方面的最新应用进展,具体讨论了其对光波振幅、相位、偏振等多维度参数的调控特性,进而探讨了液晶在多功能光学器件和光学加密系统中的应用。
光数据存储 液晶 光场调控 各向异性 几何相位 多功能 光学加密 
中国激光
2023, 50(18): 1813006
Author Affiliations
Abstract
Long-term optical data storage (ODS) technology is essential to break the bottleneck of high energy consumption for information storage in the current era of big data. Here, ODS with an ultralong lifetime of 2×107 years is attained with single ultrafast laser pulse induced reduction of Eu3+ ions and tailoring of optical properties inside the Eu-doped aluminosilicate glasses. We demonstrate that the induced local modifications in the glass can stand against the temperature of up to 970 K and strong ultraviolet light irradiation with the power density of 100 kW/cm2. Furthermore, the active ions of Eu2+ exhibit strong and broadband emission with the full width at half maximum reaching 190 nm, and the photoluminescence (PL) is flexibly tunable in the whole visible region by regulating the alkaline earth metal ions in the glasses. The developed technology and materials will be of great significance in photonic applications such as long-term ODS.Long-term optical data storage (ODS) technology is essential to break the bottleneck of high energy consumption for information storage in the current era of big data. Here, ODS with an ultralong lifetime of 2×107 years is attained with single ultrafast laser pulse induced reduction of Eu3+ ions and tailoring of optical properties inside the Eu-doped aluminosilicate glasses. We demonstrate that the induced local modifications in the glass can stand against the temperature of up to 970 K and strong ultraviolet light irradiation with the power density of 100 kW/cm2. Furthermore, the active ions of Eu2+ exhibit strong and broadband emission with the full width at half maximum reaching 190 nm, and the photoluminescence (PL) is flexibly tunable in the whole visible region by regulating the alkaline earth metal ions in the glasses. The developed technology and materials will be of great significance in photonic applications such as long-term ODS.
ultrafast laser photoluminescence tailoring ultralong lifetime optical data storage 
Opto-Electronic Advances
2023, 6(1): 220008
Author Affiliations
Abstract
1 Photonic Integrated Circuits Center, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Engineering Research Center of Optical Instrument and Systems, Ministry of Education, and Shanghai Key Laboratory of Modern Optical System, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
A kind of optical data storage medium based on electron-trapping materials, Y3Al5O12:Ce3+ fluorescent ceramic, was developed by vacuum sintering technology. The medium shows sufficiently deep traps (1.67 and 0.77 eV). The properties of trap levels were researched by thermoluminescence curves, and the optical storage mechanism based on Ce3+ ion doping was proposed. More importantly, the data can be written-in by 254 nm UV light, and readout by heating (300°C). This work expands the application fields of fluorescent ceramics, and it is expected to promote the development of electron-trapping materials.
electron-trapping materials optical data storage Y3Al5O12 Ce3+ doping 
Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 041602
曹恩豪 1,2,*周大成 1,2刘营 1,2杨勇 1,2[ ... ]邱建备 1,2
作者单位
摘要
1 昆明理工大学材料科学与工程学院, 昆明 650093
2 云南省新材料制备与加工重点实验室, 昆明 650033
CsPbX3 (X=Cl, Br, I)量子点微晶玻璃集CsPbX3量子点出众的光学性能和玻璃良好的物化性能于一体, 在光学数据存储、随机激光、X射线成像、照明显示、太阳能电池、光催化等领域有重要应用价值。本文概述了其制备加工以及相对应的性能应用的最新进展, 如利用飞秒激光加工在玻璃中指定区域析出CsPbX3用作光学数据存储, 以此刻画其组成-结构-性能之间关系与变化规律。不过, 其在未来的研究中仍面临诸多挑战, 如CsPbX3在玻璃基质中的原位生长机理并不完全清楚, 对CsPbX3前驱体在“玻璃微反应器”中的赋存状态、近邻结构和分布形态的研究将有助于进一步认识CsPbX3在玻璃中的形成机理, 为获得光学性能更好的CsPbX3量子点微晶玻璃提供理论指导。
量子点 微晶玻璃 玻璃体系 玻璃网络 拓扑结构 钙钛矿 析晶 光学数据存储 quantum dot glass-ceramic glass glass network topology perovskite crystallization optical data storage 
硅酸盐学报
2022, 50(4): 1132
吴晨雪 1,2胡巧 1赵苗 1苏文静 1[ ... ]阮昊 1
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室, 上海 201800
2 浙江大学光电科学与工程学院, 浙江 杭州 310027
介绍了磁光电混合存储的技术特点及发展历程;总结了其关键技术及研究现状,包括存储系统结构、软件和硬件的关键技术以及相关标准的制定和专利申请;介绍了混合存储技术的发展动向,对磁光电混合存储的技术发展进行了展望。该综述有助于研究人员更系统、清晰、准确地认识磁光电混合存储技术,并有助于未来大数据存储的发展。
光数据存储 磁光电混合存储 数据热度 超分辨 
激光与光电子学进展
2019, 56(7): 070003
胡巧 1,2郭新军 1原续鹏 1,2甘棕松 3,4,**阮昊 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所微纳光电子功能材料实验室, 上海201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京100049
3 华中科技大学武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉430074
4 深圳华中科技大学研究院, 广东 深圳 518057
比较了基于光激发-光抑制(SPIN)和受激辐射损耗(STED)的两种双光束超分辨数据写入技术的机理,为基于STED的超分辨数据写入技术建立了动态物理模型,研究其光致聚合过程中的工作机制,并模拟了基于SPIN和STED的双光束超分辨数据写入技术在记录点尺寸和分辨率方面的差异。结果表明:基于STED的双光束超分辨数据写入技术具有无需抑制剂、原理简单的优势,但其需要第二束辅助光的强度较大且对聚合作用的抑制效率低,在多点写入情况下点的尺寸变大,记录均匀性变差。基于SPIN的双光束超分辨数据写入技术所需能量小,多点记录时引发剂分子消耗将抵消抑制剂分子消耗带来的影响,整体均匀性和稳定性好。因此基于SPIN的双光束超分辨数据写入技术在超高密度存储领域应用前景更好。
光数据存储 双光束超分辨数据写入技术 光激发-光抑制 受激辐射损耗 光致聚合 
光学学报
2019, 39(7): 0721001
作者单位
摘要
1 华中科技大学武汉光电国家研究中心,湖北 武汉 430074
2 华中科技大学信息存储系统教育部重点实验室,湖北 武汉 430074
3 深圳华中科技大学研究院,广东 深圳 518057
光学数据存储技术虽然在存储寿命和功耗上具有显著优势,但在应对大数据纵深发展趋势时,目前的一些光存储技术在容量和密度方面面临严峻的挑战。相比于其他光存储技术,双光束超分辨光学数据存储技术在光学大数据存储产业化方面展现了明显的容量和密度优势。本文针对双光束超分辨光存储技术,全面介绍了该技术在光存储技术产业化应用中亟待解决的核心关键问题,并着重讨论了解决这些问题所需要采用的基本方法。
光存储 双光束超分辨光存储 超高密度 超分辨伺服定位 optical data storage dual-beam super-resolution ultra-high high density super-resolution positioning 
光电工程
2019, 46(3): 1
作者单位
摘要
暨南大学光子技术研究院,广东省光纤传感与通信技术重点实验室,广东 广州 510632
随着大数据和人工智能等信息技术日新月异,各行各业对数据信息存储的要求与日俱增。当前,以磁控存储技术为主的信息存储方式普遍存在寿命低、能耗高的缺点。与磁存储技术相比,光学数据存储技术具有能耗低、数据安全性高等优势,然而其数据存储容量受到光学衍射极限的极大制约。如何突破光学衍射极限,提升光存储技术光学系统的分辨能力,从而增加光学存储系统数据存储容量,是目前光存储技术进一步与大数据和云计算等信息技术融合的关键。本文阐述了基于超衍射极限分辨率的光学存储技术的原理和国内外发展现状,包括远场超分辨的三维光存储(如基于双光子吸收过程和饱和受激发射损耗荧光过程光数据存储)和近场超分辨二维光存储(如近场探针扫描显微存储、近场固体浸没透镜存储和超分辨近场结构存储)。最后,对基于超分辨光学存储技术当前存在的问题及未来发展方向进行了讨论。
光数据存储技术 光学超分辨技术 超大容量数据存储 optical data storage technology optical super-resolution technology ultra-high capacity optical data storage 
光电工程
2019, 46(3): 1

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