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         隨著光電等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類步入了一個(gè)全新的數(shù)字化時(shí)代和信息時(shí)代。由于信息的多媒體化，人們處理的不僅是簡單的數(shù)據(jù)、文字、聲音、圖像，而是由高清晰度和高質(zhì)量的聲音和運(yùn)動(dòng)圖像等綜合在一起的數(shù)字多媒體信息。由于需要處理、傳輸和存儲(chǔ)的信息急劇增加，這對信息的存儲(chǔ)和管理提出了越來越高的要求。為了滿足信息社會(huì)的發(fā)展需要，光電信息存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并成為現(xiàn)代信息社會(huì)中不可缺少的存儲(chǔ)技術(shù)之一。

        光電信息存儲(chǔ)技術(shù)是一種非接觸的寫入和讀出，其原理是利用材料的某種性質(zhì)對光敏感的特性，當(dāng)帶有信息的光照射材料時(shí)，該性質(zhì)即發(fā)生改變，且能夠在材料中記錄這種改變，從而就實(shí)現(xiàn)了光信息的存儲(chǔ)。當(dāng)用激光對存儲(chǔ)材料讀取信息時(shí)，讀出光的性質(zhì)隨存儲(chǔ)材料性質(zhì)的改變而發(fā)生相應(yīng)的變化，于是就能實(shí)現(xiàn)對已存儲(chǔ)的光信息的讀取。

         現(xiàn)有的光電信息存儲(chǔ)技術(shù)與傳統(tǒng)的磁存儲(chǔ)技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)。

理論估計(jì)光儲(chǔ)存的面密度為1/λ²（其中λ是用于光存儲(chǔ)的波長）的數(shù)量級，存儲(chǔ)的體密度可達(dá)1/λ³，因而數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度高、容量大。

磁存儲(chǔ)的信息一般只能保留2?3年；而光存儲(chǔ)只要其介質(zhì)穩(wěn)定，壽命一般在10年以上，因而壽命長。

用光讀/寫和擦除是非接觸式的，不會(huì)磨損和劃傷存儲(chǔ)介質(zhì)，這不僅延長了存儲(chǔ)壽命，而且使存儲(chǔ)介質(zhì)易于更換、移動(dòng)，從而更容易實(shí)現(xiàn)海量存儲(chǔ)。

由于光存儲(chǔ)密度高，其信息位價(jià)格低，可比磁記錄低幾十倍。

由于是光，并行程度高，更不受電磁干擾等。

        正是由于這些優(yōu)點(diǎn)，光電信息存儲(chǔ)技術(shù)自激光器發(fā)明以來，就一直受到人們的極大關(guān)注。目前，最普遍最成熟的光電信息存儲(chǔ)技術(shù)是光盤存儲(chǔ)技術(shù)。下面首先介紹光盤存儲(chǔ)技術(shù)，接著介紹超大容量光帶存儲(chǔ)技術(shù)、全息存儲(chǔ)技術(shù)、超高密度存儲(chǔ)技術(shù)，以及它們在安防中的應(yīng)用。

光盤存儲(chǔ)技術(shù)

        第一代光盤存儲(chǔ)的光源用GaAlAs半導(dǎo)體激光器，波長為0.78μm（近紅外），5寸光盤的存儲(chǔ)容量為0.76GB,即CD系列光盤；第二代光盤存儲(chǔ)的光源用GaAlInP激光器，波長為0.65μm（紅光），存儲(chǔ)容量為4.7GB,即數(shù)字多功能光盤（DVD）系列；第三代光盤存儲(chǔ)已經(jīng)興起，使用GaN半導(dǎo)體激光器，波長為0.41μm(藍(lán)光)，存儲(chǔ)容量可達(dá)27GB,為高密度數(shù)字多功能光盤，即HD-DVD光盤(藍(lán)碟)。20世紀(jì)80年代后期出現(xiàn)的磁光盤(MOD)技術(shù)和20世紀(jì)90年代初期出現(xiàn)的相變光盤(PCD)技術(shù)也得到了飛快發(fā)展，并且已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用。

光盤存儲(chǔ)的原理

        光盤是一種圓盤狀的信息存儲(chǔ)器件，它利用受調(diào)制的細(xì)束激光加熱介質(zhì)表面，使不同位置處的反射率改變，以記錄下存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。當(dāng)有激光束照明介質(zhì)層時(shí)，依靠各信息點(diǎn)處反射率的不同提取出被存信息。在光盤上寫入信息的裝置稱為光盤記錄系統(tǒng)，能從光盤上讀出數(shù)據(jù)的裝置是光盤重放系統(tǒng)。前者如光盤文件記錄器，后者包括視頻光盤放像機(jī)和光盤文件檢索系統(tǒng)等。圖8-1給出了光盤寫入讀出的原理示意圖。

圖8-1光盤寫入讀出原理示意圖

         光盤寫入記錄狀態(tài)如圖8-1(a)所示，載有音頻、視頻或文件信息的調(diào)制激光束被聚束透鏡縮小成直徑1左右的光點(diǎn)。細(xì)束激光的高能量密度加熱記錄介質(zhì)表面，使局部位置發(fā)生永久性變形，或者使金屬膜的結(jié)晶狀態(tài)發(fā)生變化。這些都造成介質(zhì)表面反射率的二值化改變。經(jīng)過適當(dāng)處理之后，在盤面上形成了軌跡為螺旋或同心圓狀的一系列長短不同的微小凹坑或其他形式的永久性變形點(diǎn)。這些信息點(diǎn)的不同編碼方式就代表了被存儲(chǔ)的信息數(shù)據(jù)。

        光盤讀出狀態(tài)如圖8-1(b)所示，將照明激光束聚焦在光盤信息層上。當(dāng)讀岀激光束落在光盤信息層的平坦區(qū)域時(shí)，大部分光束被反射回物鏡；當(dāng)光束落在凹坑邊緣時(shí)，反射光因衍射作用而向兩側(cè)擴(kuò)散，只有少量反射光能折回物鏡；當(dāng)光束落在凹坑底部時(shí)，由于坑深為1/4波長，使反射光波相位恰巧與坑上的反射光相反，它們反相疊加的結(jié)果使坑內(nèi)反射光最暗，從而提高了信號的對比度。用光電檢測器接收反射回來的被信息點(diǎn)調(diào)制的光強(qiáng)，則輸出信號的電流△/可表示為

△/=STEoR(x,y)                          (8-1)