JACS：科學家開發出三維光學存儲新技術

通過使用激光讓分子結合、分離，科學家發明了一種新的三維光學數據存儲技術，而且用這種方法存儲的數據只能通過二次諧波(SHG)輔助成像技術進行讀取，相關研究發表在最近一期的《美國化學會志》上。

法國昂熱大學的卡拉曼利斯·伊利奧普洛斯和同事設計出了一種新的非線性光學（NLO）香豆素類聚合物。他們解釋道，在不同波長光的照射下，這種聚合物能可轉化為二聚物（由兩個相同的小分子組成的大分子，可能具有單一小分子沒有的性質或功能）。波長大于300納米的光波會產生二聚物；而波長小于280納米的光波則會將二聚物分離成兩個獨立的分子。由于每類分子都帶電，并且分子結構也不相同，因此，使用光學方法控制這個可逆轉過程便可對數據進行寫入、讀出、刪除、修改等操作。

該論文的合著者、昂熱大學的丹尼斯·金德表示，該系統旨在實現幾種功能。首先，高密度的數據存儲；其次，數據能夠修改；第三，只能由非線性技術來解決，線性技術不能檢測到寫入的數據。

為了證明用這種方式記錄數據的可能性，科學家讓一種波長為700納米的激光照射在一個香豆素類聚合物上，使香豆素分子之間發生光二聚酌反應，從而將香豆素聚合物變為二聚物。實驗證明，通過控制光照，可以記錄下線條和點。

被記錄下的數據能夠通過SHG輔助成像技術進行讀取。在讀取數據的過程中，因為SHG產生的紫外線沒有被該香豆素聚合物分子吸收，科學家沒有觀察到已經記錄下的數據點丟失的情況，這也避免了未來的化學反應刪除信息的可能性。

最后，科學家證明，數據能夠在同樣的區域被擦除和重寫。為了擦除數據，寫有數據的二聚物被暴露在波長小于280納米的紫外線下，便可將二聚物變回其原始的形式。使用SHG成像確保數據被刪除后，科學家使用波長更長的激光，重復了寫數據的過程。

科學家指出，這種新奇的光學數據存儲方法或許將成為一種有效的高容量數據存儲方法。另外，因為這種讀數據的過程只能由SHG成像技術實現，該存儲方法能夠用于敏感的領域，比如光學顯微鏡、極化顯微鏡和原子力顯微鏡等傳統線性顯微技術無法探測出的三維數據存儲等，一個潛在的應用是探測出無法覺察的印記來揪出錯誤或者贗品。