光學顯微鏡下的石英玻璃存儲技術

    我們知道，石英玻璃具有出色的耐熱性及耐水性，即使在1000℃的高溫下對記錄有數據的石英玻璃加熱兩個小時，微小凹點也幾乎不會劣化。根據石英玻璃的這一特性，日立制作所近日宣布，開發出了與CD的記錄密度相當的、在石英玻璃內部記錄數據以及提取數據的技術。在透射顯微鏡下我們能清晰的看到記錄微小凹凸點。該技術在室溫下可保存數據數億年，可用于文化遺產及政府公文等要求保存數百～數千年的數據。
    日立此次的研究是將數據記錄在2cm見方的石英玻璃內，記錄密度為40MB/平方英寸，記錄層為4層，點距為2.8μm。日立開發出了以高功率激光同時寫入100個微小凹點的技術，能夠以1.5Kbit/秒的速度記錄數據。該公司2009年開發出了在石英玻璃內記錄數據的技術，但只能逐bit記錄，且記錄密度較低。而此次的技術利用圖像處理技術輕松讀取信號，即使用倍率為20倍的普通透射型顯微鏡也可辨別出微小凹點。

    光盤及磁盤等普通存儲介質的壽命為數年～數十年，無法實現數千年的數據保存。另外，在火災等高溫環境下數據還容易消失。比如BD-RE，由于是用激光將金屬膜瞬間加熱至數百度而形成凹點，因此如果暴露于1000℃高溫下數據就會消失。
    此次的存儲技術之所以具有高耐熱性，原因之一是，數據記錄利用的是光子與石英玻璃之間特殊的相互作用，而不是磁力和高溫。具體來說，就是利用高功率的飛秒激光，在石英玻璃內部誘發“4光子吸收”這種非線性光學現象，由此在光學顯微鏡下我們能洞悉石英玻璃內部形成的微小“空洞”。