「你的生活小助手」未来可期，光带存储提起磁带

提起磁带， 80后、90后应该是最有发言权的两代人，因为可以说磁带伴随着他们走过了美好的童年。

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磁带（图片来自网络）
科技在发展，时代的车轮也在飞速向前。磁带已经换成了MP3 ，最后又整合进了现在的智能手机。磁带已经变成了两代人的回忆，现在很少出现在我们的日常生活中。
那磁带是不是马上要从地球上消失了呢？不，普通录音磁带早已经华丽变身为大容量数据带和大容量硬盘，成功转换角色，成为当今大数据时代的护航者。可以说，没有磁带，全世界都将陷入数据灾难之中，更不会有当今人类如此智能化的便捷生活。
当我们不断吹捧磁存储的时候，存储行业的另一个“兄弟”——光存储，早就看不下去了，于是，一场斗智斗勇的“华山论剑”便由此开始。
磁和光的“华山论剑”

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华山论剑（图片来自网络）
【「你的生活小助手」未来可期，光带存储】磁存储：兄弟，你也是吃存储这碗饭的，难道你不知道在存储界谁是老大吗？
光存储：目前，国内外的数据存储中心还都要仰仗您的眷顾，老大当然是您啦！不过，三十年河东三十年河西，小弟我决定不再隐忍。
磁存储：你好大的胆子，还想造反不成？
光存储：你是宰相肚里能撑船（总存储容量大），但是太虚胖（存储密度低），又太能吃（十分耗电），每过三五年还要替你重新“换血”（数据转移，避免丢失信息），国家已经快养不起你了。
磁存储：我是有缺点，但是你呢，存储量就那么点，如何能被委以重任？
光存储：这你就不懂了吧！我博采众长，已经学习到了你的精髓，等着瞧吧。哈哈。
光带存储
光带存储，就是打破用固定的圆形光盘来存储数据的光存储固有模式，转而用类似磁带一样的透明胶带来存储数据，实现超大容量光存储。同磁带一样，胶带的长度可以做很长很长。这就是目前光存储从磁存储身上学习到的精髓。
实现光带存储可以分为三步：
第一步：制作光带存储媒介。把透明胶带浸泡到荧光染料溶液（比如：无色的四苯基乙烯染料配置的饱和溶液），一段时间后由于分子的无规则热运动，染料分子会渗透到胶带内部。从而获得一个完整的存储媒介。下图（a）为在自然光照射下的效果图，无色透明；图（b）为在紫外灯照射下的效果图，能发出均匀的荧光。

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浸泡后的胶带。 (a)白光照射；(b)紫外灯照射；(c)四苯基乙烯的吸收和荧光光谱曲线。
第二步：通过双光子荧光漂白进行数据存储。从上图（c）可以看出，由于荧光染料四苯基乙烯在紫外波段257nm处有一定的吸收，我们就可以利用波长为515nm的飞秒激光器去激发四苯基乙烯，当激发光强度超过荧光染料的吸收阈值，就会对染料分子产生不可逆的破坏，不能再发出荧光，这种现象被称作荧光漂白，被漂白过的地方代表二进制数中的“1” 。而其他没有被飞秒激光作用过的地方，仍然有发荧光的特性，代表二进制数中的“0” 。如此，当完成数据点的记录后，在光带媒介上就会存储进去一系列代表二进制数011010011?的刻录点。当然，数据可以存储在材料的不同深度，以此完成数据的三维存储。
第三步：数据读取。完成数据的记录后还需要将记录的数据点进行读出，这里用到的仪器是透射式共聚焦显微镜，我们知道共聚焦显微镜的横向分辨率比光学显微镜高1.4倍左右，对记录的数据点进行读取是足够的。共聚焦显微镜能够将聚焦光斑定位到不同层，选用波长为405nm的激发光扫描成像，下图所示为记录的6层10*10的数据点阵读出后的效果图，不同的颜色只是代表了不同的存储深度，横向点间距为2μm ，层与层之间的间距为3μm ，存储密度可以达到约80Gbits/cm3 。