前沿科技之三维光学存储新技术

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据美国物理学家组织网10月13日报道，通过使用激光让分子结合、分离，科学家发明了一种新的三维光学数据存储技术，而且用这种方法存储的数据只能通过二次谐波(SHG)辅助成像技术进行读取，相关研究发表在最近一期的《美国化学会志》上。
法国昂热大学的卡拉曼利斯·伊利奥普洛斯和同事设计出了一种新的非线性光学(NLO)香豆素类聚合物。他们解释道，在不同波长光的照射下，这种聚合物能可转化为二聚物(由两个相同的小分子组成的大分子，可能具有单一小分子没有的性质或功能)。波长大于300纳米的光波会产生二聚物；而波长小于 280纳米的光波则会将二聚物分离成两个独立的分子。由于每类分子都带电，并且分子结构也不相同，因此，使用光学方法控制这个可逆转过程便可对数据进行写入、读出、删除、修改等操作。
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该论文的合著者、昂热大学的丹尼斯·金德表示，该系统旨在实现几种功能。首先，高密度的数据存储；其次，数据能够修改；第三，只能由非线性技术来解决，线性技术不能检测到写入的数据。

为了证明用这种方式记录数据的可能性，科学家让一种波长为700纳米的激光照射在一个香豆素类聚合物上，使香豆素分子之间发生光二聚酌反应，从而将香豆素聚合物变为二聚物。实验证明，通过控制光照，可以记录下线条和点。

被记录下的数据能够通过SHG辅助成像技术进行读取。在读取数据的过程中，因为SHG产生的紫外线没有被该香豆素聚合物分子吸收，科学家没有观察到已经记录下的数据点丢失的情况，这也避免了未来的化学反应删除信息的可能性。
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最后，科学家证明，数据能够在同样的区域被擦除和重写。为了擦除数据，写有数据的二聚物被暴露在波长小于280纳米的紫外线下，便可将二聚物变回其原始的形式。使用SHG成像确保数据被删除后，科学家使用波长更长的激光，重复了写数据的过程。
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科学家指出，这种新奇的光学数据存储方法或许将成为一种有效的高容量数据存储方法。另外，因为这种读数据的过程只能由SHG成像技术实现，该存储方法能够用于敏感的领域，比如光学显微镜、极化显微镜和原子力显微镜等传统线性显微技术无法探测出的三维数据存储等，一个潜在的应用是探测出无法觉察的印记来揪出错误或者赝品。

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