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
1 福建师范大学光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室，福建 福州 350117
2 福建师范大学光电与信息工程学院福建省光子技术重点实验室，福建 福州 350117
通过调制具有不同编码单元的参考光，对信息光进行分页式加密存储。提出两种参考光编码加密模式，即扇形参考光编码模式和随机位置参考光编码模式，并对这两种方法进行验证。实验结果表明，这两种方式都通过正交相位编码完成加密解密的过程。对两种方法的加密性进行评估，不同密钥对应的加密信息之间的相似度均值分别为0.57和0.02，均方误差的平均值分别为537和1872。随机位置参考光编码模式下的同轴系统安全性更高。正交相位加密技术可以有效地防止存储数据被非法访问和窃取，保证了数据的安全性。
全息 全息数据存储 同轴系统 正交相位 加密 中国激光
2023, 50(18): 1813017
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
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
1 苏州大学 电子信息学院, 江苏 苏州 215006
2 苏州苏大维格科技集团股份有限公司, 江苏 苏州 215026
3 苏州大学 光电科学与工程学院, 江苏 苏州 215006
为解决在激光直写系统中利用数字微镜器件(DMD)无法对纵向像素数大于768的灰度图像进行滚动显示的问题,文章在其控制电路的数据传输、存储及显示驱动技术方面开展了研究。利用FPGA中丰富的逻辑资源实现了图像数据传输方式的改进,通过移位寄存器对数据进行拆分和位宽转换。提出间隔存储方法实现大尺寸灰度图像数据的存储,基于此方法可实现灰度图像滚动显示时的数据读取。同时,省去在上位机中进行位平面拆分和图像分割的预处理步骤,简化了上位机操作流程并提高了系统数据传输效率。实验结果表明,该系统能够以419.6Hz的刷新率对大尺寸灰度图像进行滚动显示。
数字微镜器件 现场可编程门阵列 数据存储 激光直写 DMD FPGA data storage direct laser writing
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
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
天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
设计了三维成像激光雷达高带宽数据采集与存储系统。为保证系统存储的实时性,通过PCIE 3.0 (peripheral component interface express 3.0)将数据传输到计算机,将回波数据存储到固态硬盘(SSD)大容量盘阵中。针对系统中多片模数转换器(ADCs)采样数据不同步问题,提出了高速信号同步触发电路及现场可编程逻辑门阵列(FPGA)固有路径延迟校准算法。为了精确测量激光雷达内光路触发脉冲与系统时钟之间的延时量,设计了基于多级输入输出延迟(IODELAY)单元的时间数字计数器(TDC)算法,时间分辨率高达52 ps。结果表明,系统最大存储带宽为5.12 GByte/s,存储容量为24 TByte,在数据采集和存储上表现出很强的实时性和同步性,有较高的实用价值。
遥感 三维成像激光雷达 回波信号 高速数据采集 数据存储 激光与光电子学进展
2019, 56(10): 102801
中国科学院 等离子体物理研究所, 合肥 230031
介绍了静态磁场测试平台的结构和特点, 详细描述了采集监控系统的体系架构, 该系统是由数据采集管理系统和操作监控平台组成的。根据该系统的特点, 设计了基于Qt的数据采集管理系统和基于EPICS的操作监控平台。该系统实现了对静态磁场测试平台的实时控制、设备状态检测及监控、数据采集、存储及查看。该应用运行稳定, 能满足静态磁场测试平台对采集监控的需求。
静态磁场测试平台 数据采集 数据存储 时序控制 static magnetic field testing platform data collection data storage sequential control 强激光与粒子束
2019, 31(4): 040011
