基本介紹
- 中文名：磁全息存儲器
- 外文名：磁全息存儲器
- 領域：計算機存儲
- 特點：磁性數據存儲和波基礎
- 目的：增大存儲量
- 有關術語：全息存儲
簡介,全息存儲,自旋波,
簡介
個人計算機和網際網路的發展使得人們獲得的信息渠道越來越多，信息的容量也越來越大。對信息的存儲、處理的要求也就變得越來越高。尤其是當前大型圖象資料庫(例如衛星通訊、地形勘測、醫學圖像處理)和數字視頻信息(如供娛樂用的各種視盤)等在商業和軍事上的廣泛套用，要求存儲設備應該同時具有容量大、數據傳輸率高、數據定址時間短等三方面的特點。磁全息存儲器是指全息存儲器利用磁結構和光波的相關技術，來提高存儲密度。
全息存儲
全息存儲是利用光的干涉，在記錄材料上以全息的形式記錄信息，並在特定條件下以衍射形式恢復所存儲的信息的一種超高密度存儲技術。全息即物體的全部信息，包括物光波的強度分布和位相分布。全息記錄原理與全息照相原理相同，但具體方法卻有點差異。一是數據不是放在底片上，而是放在具有光折射特性的材料里，一塊像小糖塊大小的介質上含有上千個頁(頁相當於一張底片)，每一頁可包含幾百萬比特信息；二是使用物光的方式不一樣。全息存儲在寫入操作中，雷射器輸出的一束雷射被分成2束，其中一束被擴束後作為參考光投射到記錄介質上。另一束雷射被擴束後經過被記錄物體表面的漫反射作為物光也投射到記錄介質上。物光用以攜帶數據，它被擴大到能夠完全照射在整個立體光調製器(SLM)上。SLM其實就是一個LCD(液晶顯示器)壁板，它以亮的和暗的像素陣列用整頁的方式顯示所要存儲的二進制數據，物光穿過SLM後，有的點亮，有的點暗，也就是攜帶了該頁的數據。然後，同參考光在介質內起作用，把整頁的數據都變成干涉條紋圖樣，整頁的數據便通過干涉圖樣存放在介質中。
讀出數據時，只要用參考光照射存儲介質，同其內部干涉圖樣起衍射作用便可還原先寫進去的亮的和暗的像素(分別表示1和0)構成的圖像，落在CCD(電荷耦合器件)構成的讀取陣列上。於是，便可讀出整頁的數據。全息存儲的特點是：
- 存儲密度高、容量大。全息存儲容量的上限為1/λ3，理論上全息存儲密度可達1 Tb。高存儲密度是通過在感光材料的同一區域記錄多張全息圖得到的。最常用的多重記錄方法有多波長、多角度、多相位記錄。為了得到更高的存儲密度，可以將幾種多重記錄方法綜合使用。例如，可以採用波長-角度相結合進行記錄；
- 數據傳輸速率高和存取時間短。全息圖採用整頁存儲和讀出的方式，一頁中的所有信息位都被並行地記錄和讀出。此外，全息資料庫可以用無慣性的光束偏轉(例如聲光偏轉器)或波長選擇等手段來定址，不一定要用磁碟和光碟存儲中必需的機電式讀寫頭，因而數據傳輸速率和存取速率可以很高；
- 高冗餘度。與按位存儲的磁碟和光碟不同，全息圖以分散式的方式存儲信息，每一信息位都存儲在全息圖的整個表面上或整個體積中，故記錄介質局部的缺陷和損傷不會引起信息的丟失；
- 存儲可靠性高。全息存儲材料都選用光學性能好、化學性能穩定的銀鹽晶體、有機高分子聚合物或金屬化合物晶體。和全息照相的底片一樣，即使存儲載體有部分損壞，仍能讀出全部數據，只不過清晰度有所降低。全息存儲材料記錄的信息可保持30年以上；
- 可進行並行內容定址。全息存儲器能夠直接輸出數據頁或圖像的光學重構信息，因此可以並行地進行面向頁面的檢索和識別，具有快速的內容相關定址功能。這種獨特的性能可以用來構建內容定址存儲器。
自旋波
在量子力學中，自旋（英語：Spin）是粒子所具有的內稟性質，其運算規則類似於經典力學的角動量，並因此產生一個磁場。雖然有時會與經典力學中的自轉（例如行星公轉時同時進行的自轉）相類比，但實際上本質是迥異的。經典概念中的自轉，是物體對於其質心的旋轉，比如地球每日的自轉是順著一個通過地心的極軸所作的轉動。
自旋波是自旋翻轉在物質中傳播的波。在絕對零度時，鐵磁晶體的基態是所有元磁矩 (或自旋)全部平行排列的狀態。當溫度升高時，部自旋翻轉，致使系統的自發磁化強度下降。按照 布洛赫的概念，這些翻轉的自旋不是固定在晶體的 某一位置上，而是以波的形式在晶體中傳播，形成自旋波。和聲波、光波一樣，自旋波也具有粒子性，稱為磁振子，它服從玻色統計規律。
