未來一張光碟容量可達15TB

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【日經BP社報導】富士軟片開發出了利用雙光子吸收熱量的新型光碟記錄方式,現已確認可實現每層25GB的記錄密度，與藍光光碟（BD）相同，並且該技術有可能實現多達20層的多層化。利用該技術可實現雙面、總容量為1TB的光碟。富士軟片提出了「2015年之前投產」的目標。

此次開發的新型記錄技術有兩大特點，分別是（1）未來有可能通過一張光碟實現15TB的容量、（2）有望實現與磁帶同等的低成本。


便於實現多層化和多層化

首先，關於第一個特點，此次的記錄方式利用了適於實現多層化的雙光子吸收現象（圖1）。由於伴隨雙光子吸收產生的反應可以限定在雷射焦點的較小範圍內，因此可以增加記錄層的數量。

過去也曾有過利用雙光子吸收現象的研發案例，但此次富士軟片發佈的技術的新穎之處在於，在雙光子吸收現象中組合使用了「熱模式記錄」方式。熱模式記錄利用的是照射高能量密度的雷射後，瞬間提高記錄材料的微區溫度，由此產生不可逆變化。照射過雷射的部分會形成凸形的記錄標誌（圖2）。此次的實證採用了Ti/S雷射器（405nm、76MHz、2psec），光學系統的開口數（NA）為0.85。

圖1：雙光子吸收的原理（點擊放大）		圖2：通過SEM拍攝到的凸形的記錄標誌（點擊放大）

基於此次方式的記錄元件由可通過雷射照射形成凸形記錄標誌的記錄層，以及其下層的UV硬化樹脂層和上層的黏著材料層構成（圖3）。記錄的數據可通過檢測記錄層和黏著材料層的表面反射光量強度變化來讀取。由於凸形記錄標誌會引起表面散射和衍射，反射率低於未記錄部分，具有「High-to-Low極性」（雙層），因此記錄的部分可利用該特性進行調製。另外，記錄層和UV硬化樹脂層的折射率基本相同，因此表面不會產生反射。

而且，通過改變照射雷射光的照射時間，還可以控制凸形記錄標誌的高度，從而可實現多層化。富士軟片儲存媒體業務部儲存媒體研究所主任研究員北原淑行表示，「目前只是根據有無凸形實現了單層式儲存化，但還有可能通過4級控制實現4值化（記錄容量達兩倍），甚至通過8級控制實現8值化（記錄容量達到三倍）」。

另外，此次的雙光子吸收材料還擁有較高的光透射率。採用記錄層達到20層的試製品進行實測時，創造了光透射率高達87％的記錄（圖4）。北原介紹稱，根據該測量結果推測，「100層也可維持約50％的透射率」 ，而現行的藍光光碟在「記錄層達到4層後，透射率就會降至65％左右」。

圖3：雙光子吸收材料的構造，以及因雷射照射時間而產生的凸形的高度變化（點擊放大）		圖4：光透射率的比較（點擊放大）

根據以上結果推測，富士軟片「將來有可能實現容量為25GB/層×3倍（8值）×100層×2倍（雙面）＝15TB的光碟」（北原）。


成本僅為HDD硬碟的1/3

關於第二個特點低成本，富士軟片通過「Web塗佈法」製作記錄層、UV硬化樹脂層和黏著材料層，並將其黏合在一起，從而簡化了製造工藝。而藍光光碟在製作時必須在每一層反覆進行旋壓覆蓋和濺鍍。北原還介紹了新型記錄方式的優勢，他介紹說，「採用傳統工藝製造4層藍光光碟需要147秒，而按照我們的方式，構築8層也只需58秒」（圖5）。

儲存媒體方面，主要是HDD硬碟和磁帶之間的競爭。HDD硬碟的成本較高，但訪問時間僅為幾毫秒；磁帶的訪問速度不如硬碟，但包括應用在內的成本僅為HDD硬碟的1/3左右。因此，HDD硬碟通常用於小容量特定文件的保存管理用途，而磁帶通常用於以高傳輸速度備份大容量數據的用途。而此次的雙光子吸收光碟則「實現了與磁帶同等的低成本，而且訪問時間短」（富士軟片儲存媒體業務部的長田善彥），訪問時間在幾百毫秒～幾十毫秒左右。

雙光子吸收光碟的實用化課題是再生信號的反射率僅為0.5％，而藍光光碟為20％，是其40倍。北原表示，現已通過與藍光光碟相同的編碼方式17PP確認了讀寫結果，今後「希望在驅動器廠商的協助下，推進開發工作」（圖6）。

圖5：製造方法的比較（點擊放大）		圖6：17PP方式下的讀寫結果（點擊放大）

另外，此次開發產品使用的黏著材料層得到了日本琳得科公司的大力協助。

富士軟片預定在「2012年國際廣播電視設備展（Inter BEE 2012）」（舉行時間：2012年11月14～16日，幕張Messe會展中心）上，以展板形式展示此次的成果。（記者：久米 秀尚，《日經電子》）

http://big5.nikkeibp.com.cn/news/elec/63506-20121112.html?ref=ML&start=0

10年後不需要HDD硬碟!

孤寂如雲

寫入速度會提高嗎？畢竟15TB以現在的讀寫速度來說，耗費時間太長了。