|
Лазер в комп`ютері
(до 100-річчя магнітного запису)
1. Історія та сучасний стан магнітного запису.
Роком народження магнітного запису вважається 1898 рік, коли датський фізик Вольдемар Паульсен вперше здійснив магнітний запис звуку на стальну дротину. Свій винахід В.Паульсен назвав телеграфоном, через те що пристрій був призначений для роботи разом з телефоном для виконання функцій, схожих до функ-цій сучасного автовідповідача.
Апарат Паульсена мав малу гучність та великі спотворення. Магнітний дріт був незручним у використанні: він скручувався, у разі пориву потребував спеціального зварювання. В 1928 році в США був запатентований носій магнітного запису у вигляді гнучкої стрічки на паперовій основі з нанесеним на неї робочим шаром - магнітним порошком. Магнітні стрічки з різною основою (більш сучасною, безумовно, ніж паперова) та маг-нітним робочим шаром, в якості якого обирались різного складу магнітні порошки або тонкі магнітні плівки, використовуються по сьогоднішній день. Хоча треба сказати, що і тепер носії у вигляді магнітних дротів вико-ристовуються у випадках, коли висуваються підвищені експлуатаційні вимоги до механічного та термічного навантаження, наприклад, в "чорних ящиках" літальних апаратів.
Тільки в 1935 році німецька фірма AEG розробила пристрій для запису та відтворення ауді-сигналу, який отримав назву магнітофон. Робочий шар магнітофонної стрічки складався із штучно створеного порошку - мікрочастинок окису заліза -Fe2O3. Основа стрічки була вже не паперова, а із діацетилцелюлози. Але почалася ІІ світова війна, і тільки в 1948 році фірма Ampex почала промисловий випуск побутових аудіо-магнітофонів.
Але, крім звуку, треба було записувати та відтворювати відео-інформацію: післявоєнний період - це час широкого впровадження телевізорів. В 1951 році компанія ЗМ продемонструвала можливість магнітного відео-запису, а в 1956 році фірма Ampex виготовила перший відеомагнітофон.
В тому ж 1956 році фірма IBM використала магнітний запис для обчислювальної техніки - створила при-стрій на жорсткому магнітному диску (ЖМД) ємністю 5 Мегабайт. Вага цього пристрою - 1 тонна, вартість - 50 тис. доларів. До речі: якщо вартість 1 Мбайта на першому ЖМД складала 10 тис. доларів, то сучасні ЖМД ха-рактеризує вартість 1 Мбайта в 0.04 долара.
Помітними етапами в розвитку апаратури магнітного запису були випуски в 1963 році фірмою Phylips аудімагнітофона на компакт-касеті, а в 1973 році - гнучкого магнітного диску (флоппі-диску) для комп`ютера.
Етап, який переживає магнітний запис сьогодні, пов`язаний із застосуванням для відтворення замість ма-гнітних головок (МГ) індукційного типу магнітних головок, робота яких заснована на використанні магніторе-зистивного (МР) та гігантського магніторезистивного (ГМР) ефектів. В чому полягають ці ефекти?
МР-ефект спостерігається в багатьох матеріалах і пов'язаний з тим, що електричний опір зразка з такого матеріалу змінюється при розміщенні його в зовнішньому магнітному полі. Такі зразки використовують як дат-чики магнітного поля і, зокрема, для відтворення інформації з магнітного носія. В останньому випадку кажуть про МГ магніторезистивного типу. Один з найбільш поширених матеріалів, з яких роблять МГ з МР-ефектом, є пермалой (81/19 Fe/Ni).
Суть ГМР-ефекту полягає в тому ж, що і МР-ефекта: в зміні електричного опору під дією магнітного по-ля. ГМР-ефект спостерігається в магнітних мультишарових структурах, або "магнітних надгратках". Вони складаються із великої кількості (до 60) ультратонких шарів (кожний товщиною d~0.5-1.5 нм) з різними фізи-чними параметрами, що послідовно чергуються: "магнетик-немагнетик" ( наприклад, Fe-Cu), або "магнетик І - магнетик ІІ" (наприклад, Со-Fe) або шари з більш складною варіацією таких параметрів, як легування, товщина тощо. Величина ГМР-ефекту в десятки разів більша, ніж в одношарових магнітних матеріалах того ж складу та при тих же зовнішніх умовах. Так, в багатошаровій структурі Сo/Cu при 300 К величина R/RH=0~65%. В той же час цей параметр для магніторезистивного ефекту в пермалої складає близько 2% .
Тому МГ і з МР- ефектом, і з ГМР-ефектом більш чутливі порівняно із своїми попередниками - МГ ін-дукційного типу. Це означає, що МГ нового типу можуть реєструвати слабкі магнітні поля від ділянок сигнало-грам з тонкою магнітною структурою (малим розміром піта - фізичної області носія інформації, яка несе інфор-мацію про 1 біт).
Використання ГМР-ефекту в МГ дозволило досягти рекордного показника щільності запису на ЖМД: 1 Гігабіт на кв. дюйм (155 Мбіт на кв. см) в 1996 році та 4 Гбіт на кв. дюйм в 1999 році. Фірма IBM в цьому році випускає на ринок ЖМД типу Вінчестер, в яких за рахунок МГ з ГМР-ефектом вдалось отримати ємністю 25 Гбайт. Інформація зберігається на 5 пластинах, середній час пошуку - 9 мсек. В умовах лабораторії вдається отримати щільність запису навіть 10 Гбіт на кв. дюйм. До 2004 року по прогнозах планується отримати щіль-ність запису 40 Гбіт на кв. дюйм. Це означає, що ємність ЖМД досягне 1000 Гбайт (1 Терабайт).
2. Цифровий оптичний запис на компакт-дисках (CD). Стандарт DVD.
Величина густини інформації на поверхні носія в 1 Гбіт на кв. дюйм, до якої в магнітному запису йшли 100 років, оптичними методами досягається відносно просто. Це пов'язане з тим, що мала довжина оптичної хвилі (~0.5 мкм) дозволяє, за рахунок фокусування оптичного проміня до діаметра ~/2, отримати рекордно велику щільність запису інформації. Оптичний діапазон має також низку інших переваг: наприклад, властивості оптичного діапазону добре вивчені, розроблена досконала елементна база та пристрої (об`єктиви, світлочутливі середовища, фотоприймачі, сканери тощо). Найбільшим поштовхом для поширення досліджень в оптичному діапазоні та його застосувань була поява на початку 60-х років лазера. Майже зразу ж після цього почались дослідження, а згодом і застосування оптичного запису інформації.
Першими практичними результатами по широкому впровадженню оптичного запису були оптико-механічні пристрої з цифровим записом інформації на оптичних дисках. Найбільше поширення отримав стан-дарт запису на компакт-дисках (CD).
Компакт-диски були сумісною розробкою фірм Sony (Японія) та Philips (Голландія), які в 1978 році по-чали випуск CD для запису звука. Результат був високо оцінений меломанами, і CD отримав широке розповсю-дження. Компакт-диски сьогодні застосовуються не тільки для цифрового запису звуку (CD-DA), але і в комп`ютерах (CD-ROM).
Компакт-диск (рис.1) має діаметр 120 см і товщину 1.2 мм. Підкладка (матриця ) диска має інформаційні доріжки - модульовані по профілю та послідовно розташовані по спіралі поглиблення (піти) та рівні ділянки поверхні, які відповідають "1" та "0" в цифровій формі запису. Відстань між центрами сусідніх інформаційних доріжок (витками спіралі) - 1.6 мкм. Глибина пітів - 0.07 мкм, ширина - 0.7 мкм.
Технологія виготовлення найбільш розповсюджених зараз CD з вже записаною інформацією полягає в тому, що поверхня з записом формується з пластмаси методом лиття по шаблону, який виготовляється з носія-оригіналу. На матриці CD поглиблення отримуються там, де на шаблоні містяться виступи. Після цього повер-хня матриці покривається шаром алюмінію, щоб покращити відбиваючі властивості для променю лазера, за допомогою якого здійснюють зчитування. Потім поверхня герметизується прозорою пластмасою. З протилеж-ного боку CD наклеюється етикетка.
При зчитуванні інформації з CD лазерний промінь попадає або на гладку (рівну) поверхню, або на по-глиблення. В першому випадку промінь буде відбитий і попаде на фотоприймач, в другому - він буде розсіяний. Зміна інтенсивності випромінювання на фотоприймачеві сприймається як "1", а збереження її рівня - як "0".
Схема відтворення інформації з CD полягає в тому (рис.2), що промінь напівпровідникового лазера (1) збирається лінзою-коліматором (2) та подається на дифракційну гратку (3). Тут він розщеплюється на три про-мені (рис.2, а): один з яких (центральний) зчитує інформацію з інформаційної доріжки, а два інших використо-вуються в системі автотрекінгу (слідкування за інформаційною доріжкою). Далі всі три промені проходять че-рез поляризатор (4) та світлоподілювальний елемент (5), де відбувається розділення падаючих на CD та відби-тих від нього променів. Об`єктив (7) фокусує промені до діаметра 1 мкм. Відтворення записаної на CD інфо-рмації стає можливим завдяки розсіюванню світла на мікрорельєфі його поверхні: якщо світлова пляма падає між пітами, світло не розсіюється. Інтенсивність відбитого світлового променю 0-го порядку реєструється фо-топриймачем (14) (рис.2,а,б), відтворюючи записані на CD послідовності нулів та одиниць.
З врахуванням дуже малих розмірів інформаційної доріжки, процес стабільного відтворення можливий тільки при умові, що при цьому не змінюється відстань між фокусуючим об`єктивом та поверхнею диска. Та-кож треба слідкувати за тим, щоб промінь лазера для зчитування не збивався і послідовно йшов вздовж однієї доріжки (треку). Відповідно до цього система відтворення інформації з CD має виконавчі системи (15) автома-тичного регулювання: систему автофокусування та систему автотрекінгу.
Вплив биття CD в напрямку, перпендикулярному до поверхні CD, відслідковує система автоматичного фокусування (рис.2,в). Вона забезпечує збереження відстані між об`єктивом та поверхнею CD з точністю 0.5 мкм, що достатньо для підтримання діаметра лазерної плями постійним.
Система автотрекінгу працює так, що відбиваючись від поверхні CD (8), світло повертається в об`єктив (7) і, проходячи через світлоподілювальний елемент (5), фазову /4 платівку (9), світлоподілювальний кубик (10) та циліндричну лінзу (11), попадає (рис.2,б) на центральні (Р1,Р2,Р3,Р4) ділянки фотоприймача (12), сигнали в яких порівнюються між собою. Різницевий сигнал пропорційний взаємному зміщенню об'єктива (7) та повер-хні СD (8).
Для зменшення впливу дефектів поверхні CD (подряпин, пилу, бруду тощо) оптичне відтворення інфор-мації здійснюють через прозору підкладку носія за допомогою короткофокусного об`єктиву. Більшість помір-них дефектів поверхні при цьому залишаються поза "зони фокусу" об`єктиву.
Для більш значного підвищення перешкодостійкості в стандарті CD застосовується так званий подвійний код Ріда-Соломона, який шляхом математичних та логічних перетворень та переміщень інформаційних симво-лів дозволив при відносно невеликому надлишку інформації (25%) зменшити імовірність помилок на 10 (!) по-рядків.
Ємність CD - 650 Мбайт, середній час пошуку потрібної інформації - 0.3 сек.
Існує стандарт з одноразовим записом на CD, який називається CD-R (CD-Recordable). Технологія CD-R дозволяє користувачеві здійснити на спеціально підготовлену поверхню CD одноразово записати потрібну йо-му інформацію з можливістю багаторазового звертання до неї (зчитування). Стерти інформацію з CD-R та по-вторно записати її не можливо.
На зміну CD-R технології прийшла технологія CD-RW (CD Rewrіtable), яка дозволяє виконувати не тіль-ки одноразове "випалювання", але й багаторазовий перезапис. На CD-RW крім відбиваючого шару нанесений шар окису теллура. При записі лазерний промінь перетворює стабільну кристалічну структуру і частково пере-водить її в метастабільний аморфний стан. Внаслідок цього змінюється ступінь відбиття від алюмінієвого шару, який знаходиться під шаром окису теллура. Це і кодує інформацію. Але аморфну структуру окису теллура за-писаного диску можна знову перевести в стабільний стан. З цією метою, тобто для стирання записаної інфор-мації, лазером нагрівають покриття до точки кристалізації та утримують цю температуру на протязі відносно тривалого інтервалу часу. Для нового перетворення кристалічної структури в аморфну (при записі) лазер нагрі-ває шар окису теллура значно сильніше, але на значно коротший час. Завдяки цьому CD-RW, на відміну від CD-R, дозволяє виконувати запис та стирання інформації необмежену кількість разів.
На зміну CD прийшов стандарт DVD (Digital Versatile Disk) - багатофункціональний цифровий оптичний диск з високою густиною запису інформації. Зовні DVD схожий на CD, це - оптичний диск діаметром 12 см. Формат DVD передбачає можливість на одному і тому ж носії зберігати в єдиному форматі записи різних видів цифрових даних. В залежності від їх виду та призначення розрізняють такі типи DVD:
-
1. DVD-Video - для запису цифрових сигналів звука та зображення при застосуванні стискання циф-рового потоку;
-
2. DVD-Audio - для запису високоякісного не скомпресованого цифрового звуку;
-
3. DVD-ROM - для запису комп`ютерних програм та цифрової мультимедійної інформації;
-
4. DVD-R - диски з можливістю одноразового запису інформації;
-
5. DVD-RAM (або DVD-RW) - диск з можливістю багаторазового перезапису даних.
По конструктивному оформленню DVD-диски поділяються на 4 різних варіанти (рис.3). Вони бува-ють одно- та двошарові (Single-layer and Dоuble-layer). Інформація може записуватись на одному боці або на двох боках диска (Single-sided or Duble-sided). Запис інформації виконується на двох рівнях: на дні спіральної доріжки і на ділянках між доріжками (рис.4).
рис.4
Перехід від CD до DVD полегшується сумісністю "зверху вниз": дисковід для DVD може читати та-кож і CD. Величезною перевагою DVD є їх велика інформаційна ємність: через більш щільне розташування пітів на DVD (рис.5) інформаційна ємність DVD може доходити до 17 Гбайт, що в 24 рази більше, ніж в CD.
рис.4
В оптичному запису існує проблема створення ефективного напівпровідникового лазера, який працює не в червоному світлі, як ті, що вже широко застосовуються в сучасних пристроях запису/відтворення інформації, а в синьому, фіолетовому або навіть в ультрафіолетовому світлі. Справа у тому, що при переході до світла з меншою довжиною хвилі зменшується діаметр () оптичної плями, до якого можна сфокусувати лазерний промінь ~ /2 . Так, наприклад, вдалось сфокусувати оптичне випромінювання з =420 нм в пляму діаметром 130 нм.
Дуже великі надії в оптичному записі інформації зараз покладають на ближньопольний спосіб запису.
Відомо, що ще в 1878 році Аббе сформулював обмеження на роздільну здатність оптичних приладів, об-меживши її величиною, що дорівнює приблизно половині довжини хвилі світла ( /2). Але в 1956 році О'Кіфі запропонував конструкцію оптичного приладу ближнього поля, яка знімала обмеження Аббе на роздільну здатність. Ідея ближньопольного приладу полягає в тому, що в непрозорому екрані освітлюють світлом з довжиною хвилі мікромініатюрний отвір, розмір d якого набагато менший, ніж /2. Поверхню зразка, на якому записується інформація, максимально наближають до отвору та здійснюють взаємне переміщення цього отвору відно-сно зразка (растрове сканування поверхні зразка). Світло, що проходить через зразок чи відбивається від його поверхні, реєструється, несучи інформацію про зразок з локальної ділянки розміром d << /2. Ця ідея приладу ближнього поля була експериментально підтверджена Е.Ешом в 1972 році на прикладі використання випромі-нювання з ~ 3 см : була отримана роздільна відстань в 150 мкм. Пізніше правильність цього припущення була неодноразово підтверджена при розробці низки приладів різного призначення, в тому числі і оптичного діапазону. Ця ідея інтенсивно досліджується у зв`язку із задачею значного зменшення розмірів піта як на магнітному, так і на оптичному носії.
3. Магнітооптичні (МО) диски.
Одним з головних напрямків робіт по створенню пристрою оптичного запису були роботи по пошуку найбільш вдалого світлочутливого середовища. Матеріал для носія повинен задовольняти низці вимог: мати оптимальну чутливість, максимальну роздільну здатність, бути реверсивним, екологічно чистим тощо. Ма-буть, найбільш повно вимогам для такого універсального носія задовольняють магнітооптичні (МО) матеріали.
Технологія запису на МО-матеріали заснована на застосуванні одночасної дії магнітного поля та нагріву локальної ділянки носія променем лазера. Тому цей запис ще називають термомагнітним записом (ТМЗ). Існує декілька механізмів ТМЗ. Один з них (найбільш поширений) - запис в точці компенсації. Полягає він у тому, що в деяких феромагнітних матеріалах (зокрема, в аморфних плівках сплавів Gd-Te-Fe) існує дві магнітні підгратки, які намагнічені в протилежних напрямках. При температурі компенсації Тк величини намагніченості в під-гратках виявляється рівними і в середовищі різко зростає коерцитивність та анізотропія. Збільшення темпера-тури при T>Тк призводить до швидкого зниження коерцитивної сили Нc та поля перемагнічування. Якщо робо-ча температура МО-носія відповідає Тк, то локальний нагрів з одночасним прикладанням зовнішнього магнітного поля відповідно до сигналу, призводить до локального перемикання намагніченості.
Схема запису на МО-носій наведена на рис.6.
Зчитування інформації з МО-носія виконується за допомогою використання магнітооптичного ефекту Керра, який полягає в зміні стану поляризації та інтенсивності відбитого від намагніченої ділянки лазерного променю з потужністю, меншою, ніж при записі. Магнітне поле при відтворенні інформації не використовується.
МО-носії почали виробляти для широкого використання. Для звукозапису вони отримали назву міні-дисків. Діаметр міні-диска - 64 мм (він трохи менше за 3.5`` дискету). Час звучання - 74 хвилини.
МО-диск для комп`ютера має діаметр 130 мм (5.25``). І хоча його ємність така ж, як і у CD, основна пе-ревага МО-диска полягає у тому, що він дозволяє здійснювати багаторазовий перезапис інформації - практично нескінченну кількість разів.
Перспективним для подальших пошуків нових перспективних способів оптичного запису є фотомагніт-ний запис, вперше здійснений на радіофізичному факультеті Київського університету імені Тараса Шевченка. Цей новий вид запису пов`язаний з використанням для носія матеріалу, який одночасно з магнітооптичними властивостями, потрібними для відтворення інформації, має ще і фотомагнітні властивості, які застосовуються для запису інформації. Останні забезпечуються фотоіндукованими магнітними ефектами, які спостерігаються в феритових матеріалах. Полягають ці ефекти у тому, що під дією опромінювання зразка лінійно-поляризованим світлом відбуваються зміни його магнітних властивостей. Величина і характер змін залежать від орієнтації век-тора поляризації світла відносно визначених напрямків в зразку. Дія світла тут відбувається на міжіонному рів-ні і пов`язана із збудженням фотоелектронів та їх перерозподілом по іонах різного типу. Теплова дія променю лазера в цьому механізмі прямої участі не приймає і може не враховуватись.
За допомогою фотомагнітних носіїв, або подібних до них можна, відмовившись від термічного способу оптичного запису, розв`язати низку проблем, які існують в термомагнітному запису і в більшості інших, де за-стосовується теплова дія лазерного променю. Це відкриває шлях до нанометрових пітів, а також несе з собою принципово нові можливості для збільшення швидкодії, створення 3-хмірних носіїв інформації тощо.
4. Вінчестер з оптичною підтримкою.
Як ми вже переконались (див.п.п.1 та 2), з одного боку можливості магнітного запису ще не вичерпані, а з другого боку і оптичний запис має великі резерви. Чи не можна поєднати переваги цих двох різних способів запису для вирішення спільної задачі - підвищення щільності записаної інформації ? Це вдається в конструкції вінчестера з оптичною підтримкою.
Такий вінчестер відрізняється від звичайного ЖМД тим, що в ньому за допомогою тонкого світловоду до робочого шару ЖМД підводиться лазерний промінь, який здійснює вплив на процес запису. Світловід за допо-могою системи позиціювання обирає для лазерного променю потрібну ділянку на поверхні ЖМД і за час 10-9 сек здійснює її нагрів. Навіщо потрібен нагрів?
Справа у тому, що магнітне поле (зокрема, від МГ запису) локалізується значно гірше, ніж оптичний промінь. Магнітне поле охоплює ділянку ЖМД, де можна було б розмістити зразу декілька перемагнічених об-ластей (пітів). У випадку вінчестера з оптичною підтримкою на це не звертають уваги: магнітне поле від МГ запису впливає на досить велику площу ЖМД, але величина цього поля підібрана так, що її не достатньо для перемагнічування робочого шару ЖМД при кімнатній температурі. Запис здійснюється тільки в разі нагріву конкретної ділянки на поверхні ЖМД лазером, який призводить до зменшення її коерцитивної сили. Цього вже достатньо для перемагнічування саме нагрітої ділянки. Фактично магнітним способом при цьому перемагнічу-ють (записують) ділянку ЖМД, розміри якої визначаються діаметром світлового променю, а не розміром лока-лізації магнітного поля МГ.
В листопаді 1998 року на виставці Comdex/Fall`98 був продемонстрований дослідний зразок вінчестера з оптичною підтримкою, який мав підвищену щільність записаної інформації.
5. Майбутнє за голографічним записом.
В дослідному центрі фірми ІВМ, в якому був розроблений перший ЖМД та магнітні головки з MР- та ГМР - ефектами, вже ведуться дослідження по створенню альтернативних способів запису та відтворення інфо-рмації. Висновки цих досліджень, з якими важко не погодитись, полягають в тому, що майбутнє надємних при-строїв пам`яті лежить в застосуванні голографії.
Нагадаємо, що голографічний спосіб запису/відтворення інформації був винайдений вперше в 1947 році англійським вченим Д.Габором, який запропонував записувати зображення предмета у вигляді інтерференцій-ної картини. Але через відсутність необхідних джерел когерентного світла якість перших голограм була неви-сокою, і лише з появою лазерів на початку 60-років відбулось друге народження голографії.
Для збереження даних голографічним способом необхідні два лазерних промені: сигнальний (його ще називають предметним) та опорний. Для цього лазерний промінь ділять на напівпрозорому дзеркалі 1. Сигнальний промінь проходить крізь керований транспарант, який при роботі з цифровою інформацією являє собою двовимірну матрицю прозорих та непрозорих чарунок ("1" та "0"). Тут сигнальний промінь модулюється у просторі та в часі. Потім сигнальний промінь попадає на світлочутливе середовище. Сюди ж попадає другий промінь - опорний, де він складається з сигнальним, в результаті чого утворюється інтерференційна картина, яка запам'ятовується на світлочутливому середовищі і зберігається у вигляді просторово модульованих коефіці-єнту поглинання, або показника заломлення, або рельєфу. Це і є голограма. Змінюючи положення опорного та сигнального променів за допомогою дефлекторів, можна записати багато голограм на світлочутливому середо-вищі.
При зчитуванні голограми сигнальний промінь перекривається за допомогою затвора. Вибираючи де-флектором певне положення опорного променю можна виділити зображення потрібного транспаранта. Пода-льша вибірка числа з усього масиву інформації здійснюється електронним шляхом за допомогою матриці фото-приймачів.
Перспективність голографічного принципу в пристроях пам'яті зумовлена низкою її особливостей:
-
голограми принципово менш чутливі до дефектів порівняно із носіями в магнітному або в побітовому оптичному записах. Це пов`язане з дивною властивістю голограми: інформацію щодо кожної чарунки керова-ного транспаранта міститься у формі
-
інтерференційної картини на всій поверхні світлочутливого шару;
-
можливість паралельного запису та зчитування інформацію у вигляді масиву (субголограми) розміром ~ 104 - 106 біт;
-
час звертання до будь-якої з субголограм складає ~1 мкс;
-
можливість запису інформації в об'ємі світлочутливого матеріалу.
Щільність інформації в голографічному носієві віще, ніж в носієві з того ж світлочутливого матеріалу, але з цифрвою (побітовою) організацією пам'яті.
Основним компонентом будь-якого, в тому числі і голографічного запам'ятовуючого пристрою є світло-чутливе середовище, на якому реєструють інформацію. Одними з найбільш перспективних для голографічних пристроїв на сьогоднішній день вважається матеріал ніобату літію (LiNbO3), легований залізом, та фоторефрак-тивний ефект в ньому. Але на шляху їх практичного застосування існує багато проблем. Роботи по розв`язуванню деяких з них проводяться також на радіофізичному факультеті Київського університету імені Тараса Шевченка.
Важко напевно стверджувати, як будуть виглядати надємні голографічні пристрої пам`яті в майбутніх комп`ютерах. Це можуть бути чіпи пам`яті, зовні схожі з сьогоднішніми мікросхемами, але з надвеликим об`ємом пам`яті, які набираються на спеціальних стойках. Або це будуть диски у вигляді ЖМД чи CD. Але в усіх випадках така пам`ять повинна мати ємність, об'єм якої оцінюється в мільйони Гбайт.
Висновки.
Лазер і комп`ютер є найбільшими науково-технічними досягненнями ХХ сторіччя. Не дивно, що їх шля-хи розвитку перетинаються. Лазер природно прийшов в інформатику, зайняв там важливе місце і продовжує свою експансію. Етапів застосування лазера для запису та зчитування інформації можна налічити декілька: 1) в оптико-механічних пристроях запису/відтворення на CD, МО-дисках та DVD, які вже широко застосовуються; 2) в ЖМД вінчестерівського типу з оптичною підтримкою, які будуть застосовуватись у найближчий час; 3) в пристроях з голографічним принципом, який в майбутньому прийде на зміну пристроям з послідовним опитом носія, чим характеризується сучасний ЖМД. Застосування лазера на кожному з етапів помітно покращувало основні показники запам`ятовуючого пристрою - щільність запису та швидкодію. Спостерігається тенденція до створення пристроїв запису/відтворення, в яких об`єднують загальні принципи оптичного та магнітного запи-сів. Прикладами такого об`єднання переваг однієї та іншої систем, крім вже згадуваної системи ЖМД вінчесте-рівського типу з оптичною підтримкою, може бути дослідницька система з записом інформації ближньопольо-вим оптичним методом, а зчитування - за допомогою магнітної головки із застосуванням ГМР-ефекту.
Література.
1. ЧИП, №1, 1999, с.22.
2. Оптические дисковые системы. Перевод с англ. под ред. М.Ф.Стельмаха. М., Радио и связь, 1991, 279 с.
3. Винецкий В.Л., Кухтарев Н.В. Динамическая голография. Киев, Наукова думка, 1983, 125с.
Коваленко Валерій Фадейович,
доктор фізико-математичних наук,
професор радіофізичного факультету
Київського університету імені Тараса Шевченка
тел. 526-05-50 (служб.)
|