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I ricercatori hanno sviluppato un metodo di scrittura laser veloce ed efficiente dal punto di vista energetico, per produrre nanostrutture di vetro di silice ad alta densità.
Queste minuscole strutture possono essere utilizzate per l’archiviazione di dati ottici a cinque dimensioni (5D) a lungo termine che è oltre 10.000 volte più densa della tecnologia di archiviazione su disco ottico Blue-Ray.
“Individui e organizzazioni stanno generando set di dati sempre più grandi, creando il disperato bisogno di forme più efficienti di archiviazione dei dati con alta capacità, basso consumo energetico e lunga durata”
ha affermato il ricercatore PhD Yuhao Lei dell’Università di Southampton nel Regno Unito.
“Mentre i sistemi basati su cloud sono progettati più per i dati temporanei, riteniamo che l’archiviazione dei dati 5D in vetro potrebbe essere utile per l’archiviazione a lungo termine per archivi nazionali, musei, biblioteche o organizzazioni private”.
Il nuovo approccio può scrivere a una velocità di 1.000.000 di voxel al secondo, che equivale a registrare circa 230 kilobyte di dati (più di 100 pagine di testo) al secondo.
“Il meccanismo fisico che usiamo è generico”
ha detto Lei.
“Pertanto, prevediamo che questo metodo di scrittura efficiente dal punto di vista energetico, potrebbe essere utilizzato anche per la nanostrutturazione rapida in materiali trasparenti per applicazioni di ottica integrata 3D”.
Sebbene l’archiviazione di dati ottici 5D in materiali trasparenti sia stata dimostrata in precedenza, la scrittura di dati sufficientemente veloce e con una densità sufficientemente elevata per applicazioni reali si è rivelata difficile.
Per superare questo ostacolo, i ricercatori hanno utilizzato un laser a femtosecondi con un’elevata frequenza di ripetizione per creare minuscole fosse contenenti una singola struttura nanolamellare che misura solo 500 per 50 nanometri ciascuna.
Invece di usare il laser a femtosecondi per scrivere direttamente nel vetro, i ricercatori hanno sfruttato la luce per produrre un fenomeno ottico noto come miglioramento del campo vicino, in cui una struttura simile a una nanolama viene creata da pochi deboli impulsi di luce, generata da un singolo impulso di microesplosione.
L’utilizzo del miglioramento del campo vicino, per ridurre il danno alle nanostrutture, ha ridotto al minimo gli errori come in altri approcci che utilizzano laser ad alta frequenza di ripetizione.
Poiché le nanostrutture sono anisotrope, producono birifrangenza che può essere caratterizzata dall’orientamento dell’asse lento della luce (4a dimensione, corrispondente all’orientamento della struttura a forma di nanolamella) e dalla forza di ritardo (5a dimensione, definita dalla dimensione della nanostruttura).
Quando i dati vengono registrati nel vetro, l’orientamento dell’asse e l’intensità del ritardo possono essere controllati rispettivamente dalla polarizzazione e dall’intensità della luce.
“Questo nuovo approccio migliora la velocità di scrittura dei dati a un livello pratico, quindi possiamo scrivere decine di gigabyte di dati in un tempo ragionevole”
ha affermato Lei e ha aggiunto:
“Le nanostrutture altamente localizzate e di precisione consentono una maggiore capacità, inoltre, l’uso della luce pulsata riduce l’energia necessaria per scrivere”.
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