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一.前言
在传统的光存储系统中,二元数据序列存储在记录介质中,记录符只有两种不同的物理状态,例如只读光盘中交替变化的坑岸形貌.光盘信号读出时,通过检测坑岸边沿从而恢复所记录的数据.如果改变二元记录符的形貌,使得读出信号呈现多阶特性,或者直接采用多阶记录介质,则可实现多阶光存储.前者称为信号多阶光存储,后者称为介质多阶光存储.理论上每个多阶记录符可存储的信息高达 log 2 m 比特,其中 m ＞ 2 为记录阶次,而且数据传输率也得到相应的提高.多阶光存储技术的一个突出优点是,它能够与其它提高存储密度的方法并行使用,如应用在较小激光波长.较大物镜数值孔径的光存储系统中.本文对上述两类多阶光存储方法进行概述,对各种多阶光存储的方案原理进行深入分析与比较,并展望多阶光存储技术的发展研究方向. 【程序编程相关:NetStor TA TA107L自动加】
信息技术的发展对光存储系统容量与数据传输率提出了越来越高的要求.传统光存储受到光学衍射极限的限制,采用缩短激光波长与增大数值孔径的方法来提高存储密度的空间非常有限.多阶光存储技术能够在不改变光学数值孔径的情况下,利用先进的信号处理与编码技术,显著提高存储容量与数据传输率,目前已经成为国内外光存储研究的热点方向之一. 【推荐阅读:NetStor TA TA221L磁带库】
2 ． 1 坑深调制 【扩展信息:NetStor TA磁带库】
二.信号多阶光存储
坑深调制（ pdm : pit depth modulation ）是一种较为早期的多阶光存储方案. calimetrics 公司研究了具有 8 种不同坑深的多阶只读光盘,如图 1 所示.在这种多阶只读光盘中,信息坑的宽度固定为 t min ,信息坑的深度具有 m 种不同的可能,代表着不同的阶次.根据光盘读出的衍射理论,对于不同深度的信息坑,其读出光在光电探测器上呈现不同光强,从而实现多阶坑深调制.这是一种典型的信号多阶光存储方案,由于记录符的深度有着不同阶次,使得读出信号具有多阶特性.与相同参数的传统只读光盘相比, 8 阶 pdm 技术可以实现约 3 倍的存储容量.
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图 1 pdm 多阶技术
pdm 多阶技术在读出时直接利用反射光的光强判断当前记录符的阶次,由于噪声.盘片缺陷等影响容易造成读出错误,导致较高的误码率.为了提高读出信号的分辨率与抗干扰能力, matsushita 公司在 pdm 多阶技术的基础上提出了偏振读出的方法:在记录层上覆盖一层双折射晶体的薄膜,激光照射在不同深度的信息坑上时,由于在双折射薄膜中的光程不同,导致出射光的偏振角不同,由此根据出射光的偏振态可以判断当前记录符的阶次.采用偏振读出方式可以达到更高的分辨率,在同样的深度范围内实现更多的阶数.这种方式的缺点是检测系统过于复杂,难以实现小型化与实用化;而且制造盘片的工艺基本采用了 mems 路线,应用于大批量生产难度较大.
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