Плотность оптических дисков достигла теоретического предела – традиционная оптика фокусирует луч в пятна не более длины волны преломляемого света. Тем не менее, разработки ученых обещают изменить нынешнюю ситуацию, когда для увеличения объема данных на одном диске приходится делать его двухслойным.
В частности, планируется использовать для этого эффект так
называемых «фотонных струй» (photonic jets).
Для света синего лазера, используемого в технологии Blu-ray,
пятно фокусировки составляет около 580 нм (нанометров) при длине волны около 405
нм. Для надежного считывания информации «бугорки» (pit) и «ямки» (landing),
представляющие биты данных на диске, должны иметь размер не менее 100 нм, а расстояние
между ними должно составлять не менее 100-300 нм, потому что иначе считывающее
устройство просто не увидит разницы между разными элементами. При использовании
двухслойных дисков задача усложняется тем, что каждый слой прозрачен лишь на
50%, так что считывание сигнала затрудняется из-за уменьшения разницы между
отражениями от «бугорков» и «ямок».
Ученые из Северо-Западного университета в г. Чикаго, штат
Иллинойс, США, решили применить недавно открытый эффект «фотонных струй» для
считывания информации при значительном уменьшении размеров элементов. «Фотонная
струя» - это очень узкий луч света, который образуется вблизи прозрачной сферы,
когда на нее направляется достаточно широкий луч света. Длина «фотонной струи»
очень невелика – для синего лазера она составляет около 1 микрометра – по
достижении некоторого предела происходит сильное рассеивание.
Поскольку приобрести опытную установку для испытания принципа «фотонной
струи» оказалось очень дорого – в основном, из-за дороговизны изготовления
диска с нанометровыми «бугорками» и «ямками», ученые решили создать увеличенный
макет. В проведенном эксперименте использовалось микроволновое излучение с
длиной волны 10 мм. Проходя через акриловую сферическую линзу, свет образовал
«фотонную струю», которая освещала размеченные участки на макете оптического
диска. Макет диска представлял собой отполированную алюминиевую пластину со
специальным защитным слоем, которым снабжаются современные оптические диски. Размер
элементов данных был в несколько раз меньше длины волны.
Успешное завершение эксперимента показало, что, теоретически,
на основе синего лазера можно создать оптический привод, в котором размер
элементов данных будет не более 80 нм, а отражение от «бугорка» будет в 700 раз
сильнее, чем от «ямки». При таком размере элементов емкость диска окажется
вдвое больше, чем у дисков Blu-ray. Тем не менее, разработчиков ждут серьезные
трудности практического характера – для проявления эффекта «фотонных струй»
акриловая сфера должна находиться на расстоянии не более 200 нм от поверхности
диска? А сама сфера должна быть всего 2 микрометра в диаметре. Будет очень
сложно удержать оптический диск, подверженный деформациям и загрязнением, на
таком малом расстоянии от считывающей головки. При успешном решении этих
проблем технология может оказаться весьма перспективной, поскольку обеспечит
полную совместимость с уже имеющимися оптическими дисками и приводами, сообщает
arstechnica.com.
|
