- Optera nutzt Photolumineszenz anstelle von Lasern für langfristige optische Speicherlösungen
- Das spektrale Lochbrennen kodiert Daten durch Manipulation nanoskaliger Phosphorgitterfehler
- Durch die Multibit-Kodierung können mehrere Bits pro physischem Ort auf dem Medium gespeichert werden
Dr. Nicolas Riesen von der University of South Australia leitet die Entwicklung eines optischen Speicherarchivs, das Daten durch Photolumineszenz statt durch physikalisches Laserätzen aufzeichnet.
Die Technologie arbeitet bei Raumtemperatur und verwendet relativ kostengünstige Laser anstelle der Femtosekundensysteme, die in einigen konkurrierenden glasbasierten Archiven verwendet werden.
Die erste Implementierung dieses Archivs ist ein 500-GB-Proof-of-Concept-Medium, das für 2026 geplant ist und den ersten Schritt in Richtung einer glasbasierten Speicherung mit höherer Kapazität darstellt.
Von der Scheibe bis zum Glastablett
Eine frühere verwandte Technologie, die von Dr. Nicolas Riesen entwickelt wurde erforschte die spektrale, lochbasierte optische Speicherung Verwendung verschiedener Nanopartikelmaterialien.
Diese Arbeit bildet die Grundlage für den aktuellen Machbarkeitsnachweis des 500-GB-Glastabletts und zeigt einen Fortschritt von Experimenten, die sich auf Discs konzentrieren, hin zu Archivformaten mit höherer Kapazität.
Das Ziel von Optera besteht darin, eine langfristige Datenspeicherung mit geringerem Energiebedarf zu ermöglichen, obwohl das Projekt noch experimentell ist.
Das von Optera verwendete Aufzeichnungsmedium basiert auf einem gemischten Halogenid-Fluorbromid- oder Fluorchlorid-Leuchtstoff, der mit zweiwertigen Samariumionen dotiert ist.
Dieses Material, bekannt als Ba₀.₅Sr₀.₅FX:Sm²⁺, hat eine lange Geschichte in Speicherfolien für die Computerradiographie, wo die fotostimulierte Lumineszenz gut verstanden ist.
Im System von Optera werden nanoskalige Unvollkommenheiten im Kristallgitter gezielt kontrolliert, um die Art und Weise zu verändern, wie das Material Licht emittiert, nachdem es bestimmten Laserwellenlängen ausgesetzt wurde.
Das Schreiben von Daten basiert auf dem Brennen von spektralen Löchern, bei dem schmale Wellenlängenbänder innerhalb des Leuchtstoffs selektiv verändert werden.
Wenn ein Laser diese Bereiche beim Auslesen abtastet, emittiert das Material entweder Photolumineszenz oder unterdrückt diese.
Das erkannte Lichtsignal oder das Fehlen eines solchen stellt gespeicherte digitale Informationen dar.
Diese Methode vermeidet eine physikalische Umformung des Mediums, führt jedoch zu einer Empfindlichkeit hinsichtlich der optischen Stabilität und Lesegenauigkeit, die durch unabhängige Tests noch nicht bestätigt wurde.
Optera schlägt vor, die Speicherdichte zu erhöhen, indem Informationen durch Variationen der Lichtintensität kodiert werden, anstatt sich nur auf binäre Ein- oder Aus-Zustände zu verlassen.
Das Projekt beschreibt diesen Ansatz so, dass er eine Multibit-Kapazität ähnlich wie NAND bietet, wobei die Bitebenen im SLC-, MLC- und TLC-Stil durch unterschiedliche Signalintensitäten dargestellt werden.
Die Umstellung dieses Konzepts von Labormessungen auf wiederholbare, fehlertolerante Messungen im großen Maßstab bleibt eine ungelöste technische Herausforderung.
Laut Projektdokumentation des Optikforschers Dr. Nicolas Riesen soll das Proof-of-Concept-Medium im Jahr 2027 eine Größe von 1 TB und bis etwa 2030 mehrere Terabyte erreichen.
Diese Ziele dienen als Forschungsmeilensteine, wobei die Kommerzialisierung von den Herstellungspartnern und der Kostendurchführbarkeit abhängt.
Obwohl die Technologie vielversprechend ist, bleiben einige Unsicherheiten bestehen.
Praktische Lese- und Schreibgeschwindigkeiten, langfristige Haltbarkeit bei wiederholtem Zugriff und reale Produktionskosten sind noch unbekannt, sodass die Machbarkeit über die experimentelle Forschung hinaus ungeklärt bleibt.
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