磁光盘存储:原理与技术进展
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更新于2024-08-27
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"磁光盘存储是一种结合了磁性和光学特性的存储技术,它使用磁性材料作为存储介质,并利用激光来实现数据的记录、读取和擦除。这种技术在20世纪70年代开始形成基本概念,但直到80年代随着小型磁光盘和视频盘的商业化以及光控技术的发展,才逐渐走向实用化。磁光盘存储的关键在于使用含有稀土元素(如Gd、Tb、Dy)和铁的非晶态薄膜作为存储介质,这使得设备性能得到提升。”
磁光盘存储的工作原理可以分为以下几个步骤:
1. **初始化**: 磁光盘的磁性膜层的磁化方向垂直于膜面。在制造过程中,磁畴随机分布在两个方向上。通过施加一个比膜层矫顽力强的磁场,可以使磁化方向集中在一个方向,形成待记录的状态。
2. **记录过程**: 当需要写入数据时,会施加一个比矫顽力弱且与初始磁场方向相反的辅助磁场,并用聚焦激光束照射磁性膜。激光照射导致膜层局部升温,使得该区域的矫顽力降低,从而允许磁化方向反转。停止激光照射后,磁化方向在辅助磁场的作用下稳定,完成数据的记录。
3. **擦除过程**: 擦除已记录的数据时,只需改变辅助磁场的方向,使其与记录时的方向相反,其余步骤与记录相同,可以实现单个bit的精确擦除。
4. **信号再现**: 读取数据时,使用较弱的激光束和线性偏振光。通过克尔效应,磁化的方向会引起激光反射光的偏振角度变化。这一变化通过检偏器检测,转化为光强度的变化,再由光检测器转换为电信号,从而读取数据。磁光盘的两面都可以用于存储,且整个光学系统可以小型化设计。
5. **再现光学系统**: 典型的再现光学系统包括激光源、起偏器、半反镜、聚焦透镜和记录介质。激光经过起偏器变成线性偏振光,照射到磁性膜层上,反射光的克尔旋转角通过检偏器和光检测器转换成电信号,从而读出数据。
磁光盘存储的优势在于它的高密度存储能力、稳定的存储特性以及激光读写的精确性。尽管随着硬盘驱动器和固态存储器的发展,磁光盘存储在某些领域已被替代,但它在特定的长期存储和档案管理应用中仍具有价值,特别是对数据安全性和耐久性有较高要求的场合。
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