多层三维光信息存储体的制造方法及读取方法与流程

本发明属于大数据存储技术领域。特别是一种多层三维光信息存储体的制造方法及读取方法。

背景技术：

近年来信息科学发展迅速，信息爆炸使人们需要存储和处理的信息量急剧增加，信息存储在军事科学技术和国民经济中具有重要的地位，人们对存储介质的存储密度、存储容量、数据安全及存储时间的要求不断提高，探索新的存储方法和存储介质是信息科学研究的热点之一，在这种情况下，光存储技术应运而生，光存储技术具有存储密度高、存储寿命长、非接触式读写、信息信噪比高、成本低等优点；蓝光光盘是新一代光盘存储格式之一，采用波长为405nm的蓝光激光光束进行读写操作，用以存储高品质的影音以及高容量的数据存储，但现有的蓝光光盘存储只能存储几层数据，为了进一步提高数据的存储密度，充分利用存储介质的空间，克服存储密度的限制，许多研究在二维存储平面之外，附加上第三维，如双光子吸收光存储技术、激光全息存储、透明介质的飞秒脉冲体存储等技术，将数据记录在三维空间中，从而大幅度提高了存储密度和容量，三维存储是进行高密度海量存储的一种有效的方法；但现有的三维光存储存在操作复杂，读写数据较慢，设备昂贵等特点。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服了上述现有技术的不足，提供一种多层三维光信息存储体的制造方法及读取方法。该方法简单实用，可以在大数据存储领域实现高密度、大容量、长寿命的安全绿色存储和读取。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案如下：

一种多层三维光信息存储体的制造方法，其特点在于包括以下步骤：

1)由光学显微镜物镜的工作距离d和石英玻璃片厚度d，按公式n＝d/d,计算得到最多存储层数n；

2)采用磁控溅射镀膜技术在n块石英玻璃片上各镀一层相变材料薄膜；

3)记录数据:使用激光在每片石英玻璃片上的相变薄膜上刻写图案，激光作用部分晶化，激光未作用部分保持沉积态,实现信息记录；

4)采用显影或图形转移技术对记录的信息进行清晰化处理；

5)采用透明石英玻璃粘合剂将刻写有图案的n块石英玻璃片逐层粘合在一起，形成由多层石英玻璃片构成的多层三维光信息存储体。

上述多层三维光信息存储体的信息读取方法，其特点在于包括以下步骤：；

1)采用光学显微镜作为信息读取装置，包括点光源，沿该点光源的输出光束方向依次是透镜、样品台、物镜、目镜和ccd，将所述的多层石英玻璃片构成的多层三维光信息存储体置于所述的样品台上，调节样品台的高度，使光学显微镜的焦平面与所述的多层石英玻璃片的最底层，即第1层石英玻璃片的上表面重合，所述的ccd获得第1层石英玻璃片的图案信息；

2)降低光学显微镜样品台高度，使所述的光学显微镜的焦平面与所述的多层石英玻璃片的第i层石英玻璃片的上表面重合，所述的ccd获得第i层石英玻璃片的图案信息；

3)令i＝i+1，当i≤n时，返回步骤2)，当i>n时，进入下一步；

4)完成所述的多层石英玻璃片的信息读取。

本发明的技术效果如下：

1)本发明采用多层石英玻璃片存储信息，单位体积存储密度大；

2)本发明上下表面采用石英玻璃保护内部信息，可实现信息长时间安全保存。

附图说明

图1本发明多层三维光信息存储体读写装置示意图；

图2各层石英玻璃片表面图案；

图中：1-光源，2-光束，3-透镜，4-样品台，5-多层石英玻璃片，6-物镜,7-目镜，8-ccd，9-物镜工作距离d。

具体实施方式

下面通过实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

本发明多层三维光信息存储体的制造方法，包括以下步骤：

1)由光学显微镜物镜的工作距离d和石英玻璃片厚度d，按公式n＝d/d,计算得到最多存储层数n；

2)采用磁控溅射镀膜技术在n块石英玻璃片上各镀一层相变材料薄膜；

3)记录数据:使用激光在每片石英玻璃片上的相变薄膜上刻写图案，激光作用部分晶化，激光未作用部分保持沉积态,实现信息记录；

4)采用显影或图形转移技术对记录的信息进行清晰化处理；

5)采用透明石英玻璃粘合剂将刻写有图案的n块石英玻璃片逐层粘合在一起，形成由多层石英玻璃片构成的多层三维光信息存储体。

本发明多层三维光信息存储体的信息读取方法，包括以下步骤：

1)采用光学显微镜作为信息读取装置，图1为本发明多层三维光信息存储体信息读取装置示意图，包括点光源1，沿该点光源1的输出光束2方向依次是透镜3、样品台4、物镜6、目镜7和ccd8，将所述的多层石英玻璃片5构成的多层三维光信息存储体置于所述的样品台4上，调节样品台4高度使光学显微镜的焦平面与所述的多层石英玻璃片5的最底层，即第1层石英玻璃片的上表面重合，所述的ccd8获得第1层石英玻璃片的图案信息，如图2(a)所示；

2)降低光学显微镜样品台4的高度，使所述的光学显微镜的焦平面与所述的多层石英玻璃片5的第i层石英玻璃片的上表面重合，i＝2，所述的ccd8获得第2层石英玻璃片的图案信息，如图2(b)所示；

3)令i＝i+1，当i≤n时，返回步骤2)，当i>n时，进入下一步；

4)完成所述的多层石英玻璃片5的信息读取，如图2所示。

实施例的n＝12。

三维光信息存储体制造；

1)由物镜的工作距离d9和单层石英玻璃片厚度d，根据公式n＝d/d,计算得到最多存储层数n＝12；

2)采用磁控溅射镀膜技术在n片石英玻璃片上镀一层100nm厚的aginsbte相变薄膜；

3)记录数据，采用405nm的蓝光激光在每片石英玻璃片上刻写图案标记，激光作用部分晶化，激光未作用部分保持沉积态,实现数据记录；

4)运用显影技术对记录的信息进行清晰化处理；

5)采用透明石英玻璃粘合剂将每片石英玻璃片粘合在一起，形成多层石英玻璃片5记录；

三维光信息存储读取信息方法，包括下列步骤：

1)采用光学显微镜作为信息读取装置，包括点光源1，沿该点光源1的输出光束2方向依次是透镜3、样品台4、物镜6、目镜7和ccd8，所述的多层石英玻璃片5置于所述的样品台4上，调节样品台4高度使光学显微镜的焦平面与所述的多层石英玻璃片5的最底层，即第一层石英玻璃片的上表面重合，所述的ccd8获得第1层石英玻璃片的图案信息，如图2(a)所示；

2)降低光学显微镜样品台4的高度，使所述的光学显微镜的焦平面与所述的多层石英玻璃片5的第二层石英玻璃片的上表面重合，所述的ccd8获得第2层石英玻璃片的图案信息，如图2(b)所示；

3)重复步骤2)，直至所述的光学显微镜的焦平面与所述的多层石英玻璃片5的第n石英玻璃片的上表面重合，所述的ccd8获得第n石英玻璃片的第n层图案信息如图2(i)所示。

结果如图2所示。

实验表明，本发明采用多层石英玻璃片存储信息，单位体积存储密度较大；本发明上下表面采用石英玻璃保护内部信息，可实现信息长时间安全保存。本发明简单实用，可以在大数据存储领域实现高密度、大容量、长寿命的安全绿色存储。