[发明专利]基于纳米光刻光盘及其物理存储介质结构和写入读出方法

说明书

本发明提供基于纳米光刻光盘及其物理存储介质结构和写入读出方法，其中，根据纳米光刻信息写入方法的不同，基于纳米光刻光盘可分为：单光束光盘的物理存储介质结构和双光束光盘的物理存储介质结构；根据不同的光盘读取方法不同则可分为：1)多层介质膜反射光盘；2)超分辨荧光暗态光盘；3)双折射偏振光盘。本发明的技术方案结合基于纳米光刻光盘的读写方法可有效提高光盘信息读取速率和分辨能力，并极大地提升了光盘的存储密度和存储维度。

技术领域

本申请涉及光盘信息存储技术领域，特别是涉及基于纳米光刻光盘及其物理存储介质结构和写入读出方法。

背景技术

随着基因测序以及脑活动读取等技术的发展，不仅仅产生了大量的数据，同时对于数据如何有效、稳定、准确地保存提出了更高的要求。基于上述背景，光盘存储技术因其节能、存储寿命长、安全性好以及易加工等优点，很好地顺应了时代的要求。而对于光盘技术而言，存储容量的限制严重阻碍了光盘技术的发展。

为了提升光盘的容量，传统的技术路线是减小记录光斑的尺寸。随着短波长激光二极管(GaN蓝绿色激光器)的研制成功，使得蓝光光盘逐渐成为光盘市场上的主流存储方式。早期的CD光盘，记录激光波长为780nm，数值孔径为0.45，轨道间距为1.6μm，单层存储容量仅为650MB；后来的DVD光盘，记录激光波长为650nm，数值孔径为0.6，轨道间距为0.74μm，单层存储容量为4.7GB；而目前的蓝光光盘记录激光波长为405nm，数值孔径为0.85，轨道间距为0.32μm，轨道间距仅仅是红光DVD盘片(0.74μm)的一半，单层存储容量高达25GB，同时，蓝光光盘利用不同反射率达到多层写入效果，实现了12层300GB的蓝光光盘存储。

为了进一步突破光盘存储量的限制，科研工作者也提出了一些提升存储容量的方法。例如：2009年澳大利亚的顾敏研究团队利用不同长宽比的金纳米线对不同波长和偏振方向激光的响应差异，实现了10μm厚度内，三层五维(x、y、z、λ以及偏振)光信息存储(Nature,2009,459(7245):410-413)。再例如：2011年，S.W Hell研究团队提出了一种可用于超分辨光存储读写的新型显微技术RESOLFT(reversible saturable optical‘fluorescence’transition between two states)，利用绿色荧光蛋白(rsEGFP)的光固化和光开关特性，通过超分辨写入读出的方法，实现了250nm点间距的高密度光存储实验(Nature,2011,478,204-208)。或者例如：2012年澳大利亚的顾敏研究团队结合光致聚合以及超分辨受激辐射损耗技术原理，利用1,5-双(对二甲氨基辛酰亚胺)环戊酮(BDCC)材料体系，实现了9nm的光刻沟道宽度，52nm的沟道间距(Nature Communications,2013,4.6:2061)。利用该光致聚合光刻的机制可高密度写入光盘信息，据此顾敏研究团队申请了国际专利(Appl.No:15/039,368；PCT No:PCT/AU2013/001378)。

但是，现有的该些方法提升的存储容量有限，本领域仍需更有效的用于提升存储容量的技术手段。

申请内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供基于纳米光刻光盘及其物理存储介质结构和写入读出方法，用于解决现有技术中光盘存储容量有限的技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种基于纳米光刻光盘的物理存储介质结构，所述基于纳米光刻光盘根据纳米光刻信息写入方法的不同选用不同的物理存储介质结构，其包括：根据双光束纳米光刻信息写入方法，采用双光束光盘的物理存储介质结构；根据单光束纳米光刻信息写入方法，采用单光束光盘的物理存储介质结构；其中，所述双光束光盘的物理存储介质结构以及单光束光盘的物理存储介质结构均为多层结构。