إن تخزين البيانات الضوئية ثلاثي الأبعاد هو أي شكل من أشكال تخزين البيانات الضوئية حيث يمكن تسجيل أو قراءة المعلومات باستبانة ثلاثية الأبعاد (على عكس الدقة ثنائية الأبعاد المقدمة ، على سبيل المثال ، بواسطة القرص المدمج).
هذا الابتكار لديه القدرة على توفير التخزين الشامل على مستوى البيتابايت على أقراص DVD بحجم (120 ملم). يتم تحقيق تسجيل البيانات وإعادة القراءة عن طريق تركيز الليزر داخل الوسيط. ومع ذلك ، بسبب الطبيعة الحجرية لهيكل البيانات ، يجب أن ينتقل ضوء الليزر عبر نقاط البيانات الأخرى قبل أن يصل إلى النقطة التي تكون فيها القراءة أو التسجيل مرغوبة. لذلك ، هناك حاجة إلى نوع غير خطي لضمان عدم تداخل نقاط البيانات الأخرى مع عنوان النقطة المطلوبة.
لم يتم التوصل بعد إلى أي منتج تجاري يعتمد على تخزين البيانات الضوئية ثلاثي الأبعاد في السوق الضخمة ، على الرغم من أن العديد من الشركات تعمل بنشاط على تطوير التكنولوجيا وتدعي أنها قد تصبح متاحة “قريباً”.
نظرة عامة
وسائط تخزين البيانات الضوئية الحالية ، مثل بيانات مخزن الأقراص المضغوطة وأقراص DVD كسلسلة من العلامات العاكسة على سطح داخلي من القرص. من أجل زيادة سعة التخزين ، من الممكن أن تحتفظ الأقراص بطبقتين أو أكثر من طبقات البيانات هذه ، ولكن عددهم محدود للغاية لأن التفاعل الليزري يتفاعل مع كل طبقة تمر عبر الطريق من وإلى طبقة المعالَجة. . تسبب هذه التفاعلات ضوضاء تحدّ التكنولوجيا إلى 10 طبقات تقريبًا. تتفادى طرق تخزين البيانات الضوئية ثلاثية الأبعاد هذه المشكلة باستخدام أساليب العنونة حيث تتفاعل فقط فوكسل المعالَمة (وحدات البكسل الحجمي) بشكل كبير مع ضوء العنونة. هذا ينطوي بالضرورة على أساليب القراءة والكتابة غير الخطية ، وخاصة البصريات غير الخطية.
يرتبط تخزين البيانات الضوئية ثلاثي الأبعاد (وتخزينها) لتخزين البيانات ثلاثية الأبعاد. لا تتناول الأمثلة التقليدية للتخزين المجسم في البعد الثالث ، وبالتالي فهي ليست “ثلاثية الأبعاد” بصرامة ، ولكن تم تحقيق تخزين ثلاثي الأبعاد ثلاثي الأبعاد عن طريق استخدام الميكروجرام. كما أن تقنية الطبقات المتعددة التي تختارها الطبقات (حيث يكون للقرص متعدد الطبقات طبقات يمكن تنشيطها بشكل فردي على سبيل المثال كهربائيًا) ترتبط ارتباطًا وثيقًا أيضًا.
على سبيل المثال ، قد يستخدم نظام تخزين البيانات الضوئية ثلاثي الأبعاد النموذجي قرصًا يشبه قرص DVD شفاف. يحتوي القرص على العديد من طبقات المعلومات ، كل منها على عمق مختلف في الوسائط ويتكون كل منها من مسار حلزوني يشبه قرص DVD. من أجل تسجيل المعلومات على القرص ، يتم جلب الليزر إلى التركيز على عمق معين في الوسائط التي تتوافق مع طبقة معلومات معينة. عندما يتم تشغيل الليزر يتسبب في تغيير ضوئي كيميائي في وسائل الإعلام. عندما يدور القرص ويتحرك رأس القراءة / الكتابة على طول نصف قطر ، تتم كتابة الطبقة تمامًا مثل كتابة DVD-R. ويمكن بعد ذلك تغيير عمق التركيز وطبقة أخرى مختلفة تماما من المعلومات المكتوبة. قد تكون المسافة بين الطبقات 5 إلى 100 ميكرومتر ، مما يسمح بتخزين 100 طبقة من المعلومات على قرص واحد.
من أجل قراءة البيانات مرة أخرى (في هذا المثال) ، يتم استخدام إجراء مماثل باستثناء هذه المرة بدلاً من التسبب في تغيير كيميائي ضوئي في الوسائط يسبب الليزر التألق. يتم تحقيق ذلك على سبيل المثال باستخدام طاقة ليزر أقل أو طول موجة ليزر مختلف. تختلف كثافة أو طول موجة التألق اعتمادًا على ما إذا كانت الوسائط قد كتبت في تلك النقطة ، ومن ثم بقياس الضوء المنبعث ، يتم قراءة البيانات.
إن حجم جزيئات chromophore الفردية أو مراكز ألوان الصور الفوتوغرافية أصغر بكثير من حجم تركيز الليزر (الذي يتم تحديده بواسطة حد الانعراج). وبالتالي ، فإن الضوء يعالج عددًا كبيرًا (ربما حتى 109) من الجزيئات في أي وقت ، لذا فإن الوسيط يعمل ككتلة متجانسة بدلاً من مصفوفة نظمتها مواقع chromophores.
التاريخ
يعود تاريخ هذا المجال إلى الخمسينيات ، عندما طور يهودا هيرشبرغ spiropyrans اللوثرية واقترح استخدامها في تخزين البيانات. في سبعينيات القرن العشرين ، أظهر فاليري باراشفسكي أن هذه الصورة الفوتوكرومية يمكن أن تنتج عن إثارة ثنائية الفوتون ، وفي النهاية في نهاية الثمانينيات أظهر بيتر م. رينتزبيز أن هذا قد يؤدي إلى تخزين بيانات ثلاثي الأبعاد. تستند معظم الأنظمة المتقدمة إلى حد ما على الأفكار الأصلية لـ Rentzepis. تم فحص مجموعة واسعة من الظواهر الفيزيائية لقراءة وتسجيل البيانات ، وقد تم تطوير وتقييم عدد كبير من الأنظمة الكيميائية للوسيط ، وتم تنفيذ أعمال مكثفة في حل المشكلات المرتبطة بالنظام البصري المطلوب للقراءة والكتابة. تسجيل البيانات. حاليا ، عدة مجموعات لا تزال تعمل على إيجاد حلول مع مستويات مختلفة من التنمية والاهتمام بالتسويق.
عمليات لإنشاء بيانات مكتوبة
يتطلب تسجيل البيانات في وسط تخزين بصري ثلاثي الأبعاد أن يحدث تغيير في الوسيط عند الإثارة. هذا التغيير بشكل عام هو تفاعل كيميائي ضوئي من نوع ما ، على الرغم من وجود احتمالات أخرى. وتشمل التفاعلات الكيميائية التي تم التحقيق فيها عمليات التظاهر الصوري والتفتك الضوئي الضوئي والتصوير الضوئي ، والشروع في البلمرة. وكان معظم الدراسات التي أجريت هي مركبات فوتوكرومية ، تشمل أزوبِنزين ، و spiropyrans ، و stilbenes ، و fulgides ، و diarylethenes. إذا كان التغيير الكيميائي الضوئي قابلاً للعكس ، فيمكن تحقيق إمكانية تخزين البيانات القابلة لإعادة الكتابة ، على الأقل من حيث المبدأ. أيضا ، MultiLevel Recording ، حيث يتم كتابة البيانات في “الرمادي” بدلا من إشارات “on” و “off” ، من الناحية التقنية مجدية.
الكتابة عن طريق امتصاص متعدد الأوتار غير اللازمتين
على الرغم من وجود العديد من الظواهر الضوئية غير الخطية ، إلا أن امتصاص multiphoton قادر فقط على حقن الطاقة المهمة المطلوبة لإثارة الأنواع الجزيئية إلكترونيا وتسبب تفاعلات كيميائية. إن امتصاص الفوتونين هو أقوى امتصاص لثنائي البعد حتى الآن ، لكنه لا يزال ظاهرة ضعيفة للغاية ، مما يؤدي إلى انخفاض حساسية الوسائط. لذلك ، تم توجيه الكثير من الأبحاث إلى توفير الكروموفورس ذات المقاطع العرضية العالية امتصاص الفوتونين.
يمكن تحقيق الكتابة بواسطة امتصاص الفوتونين عن طريق تركيز ليزر الكتابة على النقطة التي تتطلب عملية الكتابة الضوئية الكيميائية. يتم اختيار الطول الموجي للكتابة بالليزر بحيث لا يتم امتصاصه خطياً بواسطة الوسيط ، وبالتالي لا يتفاعل مع الوسط إلا في نقطة التركيز. عند نقطة التركيز ، يصبح امتصاص الفوتونين هامًا ، نظرًا لأنه عملية غير خطية تعتمد على مربع فصيلة الليزر.
الكتابة بواسطة امتصاص الفوتونين يمكن أيضا أن تتحقق من خلال عمل ليزرين في مصادفة. تستخدم هذه الطريقة عادة لتحقيق الكتابة المتوازية للمعلومات دفعة واحدة. يمر ليزر واحد عبر وسائل الإعلام ، لتحديد خط أو طائرة. ثم يتم توجيه الليزر الثاني في النقاط على هذا الخط أو الطائرة التي ترغب في الكتابة. أثارت مصادفة الليزر في هذه النقاط امتصاص ثنائي الفوتون ، مما أدى إلى كتابة الكيمياء الضوئية.
الكتابة عن طريق امتصاص multiphoton متسلسل
كان هناك أسلوب آخر لتحسين حساسية الوسائط هو استخدام امتصاص ثنائي الفوتون الطيفي (المعروف أيضًا باسم “1 + 1” أو “الامتصاص” الفوتونيان المتسلسلان). ضعف امتصاص الفوتونين غير المرتفع (كما هو مستخدم بشكل عام) ضعيف لأنه من أجل حدوث الإثارة ، يجب أن يصل الفوتونان المثيران إلى الصبغي في نفس الوقت تقريبا. هذا لأن الصبغي لا يستطيع التفاعل مع فوتون واحد فقط. ومع ذلك ، إذا كان لدى chromophore مستوى طاقة يتوافق مع امتصاص (ضعيف) لفوتون واحد ، فيمكن استخدام هذا كنقطة انطلاق ، مما يتيح المزيد من الحرية في وقت وصول الفوتونات وبالتالي حساسية أعلى بكثير. ومع ذلك ، فإن هذا النهج ينتج عنه فقدان اللاخطي مقارنةً بامتصاص الفوتونين اللازمتين (حيث أن كل خطوة امتصاص ثنائية الفوتون هي خطية في الأساس) ، ومن ثم ، فإنها تخاطر بتحليل الدقة ثلاثية الأبعاد للنظام.
Microholography
في علم الأحياء الدقيقة ، تُستخدم حزم الضوء المركّزة لتسجيل الصور المجسّمة ذات الحجم المجسم في مادة ذات انكسار ضوئي ، عادة باستخدام أشعة خطية متداخلة. قد تستخدم عملية الكتابة نفس أنواع الوسائط التي يتم استخدامها في أنواع أخرى من تخزين البيانات الثلاثية الأبعاد ، وقد تستخدم عمليات ثنائية الفوتون لتشكيل الصور المجسمة.
تسجيل البيانات أثناء التصنيع
يمكن أيضًا إنشاء بيانات في تصنيع الوسائط ، كما هو الحال مع معظم تنسيقات الأقراص البصرية لتوزيع البيانات التجارية. في هذه الحالة ، لا يمكن للمستخدم الكتابة إلى القرص – هو تنسيق ROM. يمكن كتابة البيانات بطريقة بصرية غير خطية ، ولكن في هذه الحالة ، يكون استخدام أشعة الليزر عالية الطاقة مقبولًا حتى تصبح حساسية الوسائط مشكلة أقل.
كما تم إثبات تلفيق الأقراص التي تحتوي على بيانات مقولبة أو مطبوعة في هيكلها ثلاثي الأبعاد. على سبيل المثال ، قد يتم إنشاء قرص يحتوي على بيانات ثلاثية الأبعاد من خلال وضع عدد كبير من الأقراص الرقيقة ، والتي يتم قولبها أو طباعتها بطبقة واحدة من المعلومات. يمكن بعد ذلك قراءة قرص ROM الناتج باستخدام طريقة قراءة ثلاثية الأبعاد.
مناهج أخرى للكتابة
كما تم فحص تقنيات أخرى لكتابة البيانات في ثلاثة أبعاد ، بما في ذلك:
استمرار احتراق الثقوب الطيفي (PSHB) ، والذي يسمح أيضًا بإمكانية مضاعفة الطيف لزيادة كثافة البيانات. ومع ذلك ، تتطلب وسائط PSHB درجة حرارة منخفضة للغاية للحفاظ عليها لتجنب فقدان البيانات.
تشكيل الفراغ ، حيث يتم إدخال فقاعات مجهرية في وسائل الإعلام عن طريق أشعة الليزر عالية الكثافة.
poling chromophore ، حيث يؤدي إعادة توجيه الليزر الناجم عن chromophores في بنية الوسائط إلى تغييرات قابلة للقراءة.
عمليات لقراءة البيانات
تم تنفيذ قراءة البيانات من الذكريات البصرية ثلاثية الأبعاد بطرق عديدة ومختلفة. في حين أن بعض هذه تعتمد على غير الخطية للتفاعل بين المواد الخفيفة للحصول على دقة ثلاثية الأبعاد ، يستخدم البعض طرقًا مكانية تعمل على تصفية الاستجابة الخطية للوسائط. تشمل طرق القراءة ما يلي:
امتصاص فوتون اثنين (مما أدى إلى امتصاص أو مضان). هذه الطريقة هي في الأساس مجهر ثنائي الفوتون.
إثارة خطية من مضان مع كشف مبائر. هذه الطريقة هي في الأساس مجهر المسح بالليزر متحد البؤر. وهو يقدم تحفيزًا بقدرات ليزر أقل بكثير من امتصاص ثنائي الفوتون ، ولكنه يعاني من بعض المشاكل المحتملة لأن ضوء العنونة يتفاعل مع العديد من نقاط البيانات الأخرى بالإضافة إلى النقطة التي يتم تناولها.
قياس الاختلافات الصغيرة في معامل الانكسار بين دولتي البيانات. تستخدم هذه الطريقة عادة مجهر تباين الطور أو مجهر انعكاس متحد البؤر. لا حاجة لامتصاص الضوء ، لذلك لا يوجد خطر من إتلاف البيانات أثناء القراءة ، ولكن عدم تطابق معامل الانكسار المطلوب في القرص قد يحد من سمك (أي عدد طبقات البيانات) التي يمكن للوسائط الوصول إليها بسبب أخطاء الأمواج العشوائية المتراكمة التي تدمر جودة البقعة المركزة.
تم إظهار الجيل التوافقي الثاني كطريقة لقراءة البيانات المكتوبة في مصفوفة polymer poled.
وقد أظهر التصوير المقطعي بالتماس البصري أيضًا طريقة قراءة موازية.
تصميم الوسائط
يكون الجزء النشط من وسائط التخزين الضوئية ثلاثية الأبعاد عبارة عن بوليمر عضوي إما مخدوش أو مطعوم بالأنواع النشطة ضوئياً. بدلا من ذلك ، تم استخدام مواد بلورية و sol-gel.
عامل شكل وسائل الإعلام
تم اقتراح وسائط تخزين البيانات الضوئية ثلاثية الأبعاد في عدة عوامل: القرص ، البطاقة والكريستال.
توفر وسائط القرص تقدمًا من أقراص CD / DVD ، وتتيح القراءة والكتابة من خلال طريقة القرص المألوفة.
تعتبر وسائط عامل شكل بطاقة الائتمان جذابة من وجهة نظر قابلية التنقل والراحة ، ولكنها ستكون ذات سعة أقل من القرص.
وقد اقترح العديد من كتاب الخيال العلمي على المواد الصلبة الصغيرة التي تخزن كميات هائلة من المعلومات ، ويمكن تحقيق ذلك من حيث المبدأ على الأقل من خلال تخزين البيانات الضوئية 5D.
صناعة الوسائط
إن أبسط طريقة تصنيع – صب قرص في قطعة واحدة – هي إمكانية لبعض الأنظمة. وهناك طريقة أكثر تعقيدا لتصنيع الوسائط هي أن تكون الوسائط مبنية من طبقة إلى أخرى. هذا مطلوب إذا كان يجب إنشاء البيانات فعليًا أثناء التصنيع. ومع ذلك ، لا يعني إنشاء طبقة تلو طبقة أن تكون الطبقات متعددة معًا. بديل آخر هو إنشاء المتوسطة في شكل مماثل لفافة شريط لاصق.
تصميم محرك
قد يكون لمحرك الأقراص المصمم للقراءة والكتابة إلى وسائط تخزين البيانات الضوئية ثلاثية الأبعاد الكثير من القواسم المشتركة مع محركات الأقراص المضغوطة / أقراص DVD ، خاصة إذا كان عامل الشكل وبنية البيانات الخاصة بالوسائط متشابهين مع قرص CD أو DVD. ومع ذلك ، هناك عدد من الاختلافات الملحوظة التي يجب أخذها في الاعتبار عند تصميم محرك الأقراص هذا.
الليزر
بشكل خاص عندما يتم استخدام امتصاص الفوتونين ، قد تكون هناك حاجة إلى أشعة ليزر عالية القوة يمكن أن تكون ضخمة ، ويصعب تبريدها ، وتشكل مخاوف تتعلق بالسلامة. محركات الأقراص الضوئية الموجودة تستخدم ليزر دايود موجة مستمر يعمل على 780 نانومتر ، 658 نانومتر ، أو 405 نانومتر. قد تتطلب محركات الأقراص الضوئية ثلاثية الأبعاد ليزرات الحالة الصلبة أو أشعة الليزر النبضية ، والعديد من الأمثلة تستخدم أطوال موجية متاحة بسهولة بواسطة هذه التقنيات ، مثل 532 نانومتر (أخضر). قد يكون من الصعب دمج هذه الليزرات الأكبر في رأس القراءة / الكتابة لمحرك الأقراص الضوئية.
تصحيح انحراف كروي متغير
ولأن النظام يجب أن يعالج أعماق مختلفة في الوسط ، وعلى أعماق مختلفة ، فإن الانحراف الكروي المستحث في واجهة الموجة يكون مختلفًا ، وهي طريقة مطلوبة لحساب هذه الاختلافات ديناميكيًا. توجد العديد من الطرق الممكنة التي تتضمن عناصر بصرية مبادلة داخل وخارج المسار البصري ، عناصر متحركة ، بصريات تكيفية ، وعدسات انغماس.
النظام البصري
في العديد من الأمثلة لأنظمة تخزين البيانات الضوئية ثلاثية الأبعاد ، يتم استخدام العديد من الأطوال الموجية (ألوان) الضوء (مثل ليزر القراءة والكتابة بالليزر والإشارة ؛ وفي بعض الأحيان يتطلب الأمر استخدام ليزرين فقط للكتابة). لذلك ، بالإضافة إلى التعامل مع طاقة الليزر العالية والانحراف الكروي المتغير ، يجب على النظام البصري الجمع بين هذه الألوان المختلفة للضوء وفصلها حسب الحاجة.
كشف
في محركات أقراص DVD ، فإن الإشارة الناتجة من القرص هي انعكاس لحزمة الليزر الموجهة ، وبالتالي فهي شديدة للغاية. أما بالنسبة للتخزين الضوئي ثلاثي الأبعاد ، فيجب إنشاء الإشارة داخل الحجم الصغير الذي يتم معالجته ، وبالتالي يكون أضعف بكثير من ضوء الليزر. بالإضافة إلى ذلك ، يشع الفلورة في جميع الاتجاهات من النقطة التي تم تناولها ، لذلك يجب استخدام بصريات خاصة لجمع الضوء لتعظيم الإشارة.
تتبع البيانات
بمجرد تحديدها على طول المحور z ، يمكن الوصول إلى طبقات فردية من البيانات المشابهة لـ DVD وتعقبها بطرق مشابهة لأقراص DVD. كما تم توضيح إمكانية استخدام عنونة موازية أو صفحة. وهذا يسمح بمعدلات نقل بيانات أسرع بكثير ، ولكنه يتطلب تعقيدًا إضافيًا لمعدلات الضوء المكاني ، وتصوير الإشارة ، وأشعة الليزر الأكثر قوة ، ومعالجة البيانات الأكثر تعقيدًا.
قضايا التنمية
على الرغم من الطبيعة الجذابة للغاية لتخزين البيانات ثلاثية الأبعاد ، فقد استغرق تطوير المنتجات التجارية فترة زمنية طويلة. وينتج ذلك عن الدعم المالي المحدود في هذا المجال ، فضلاً عن المشكلات الفنية ، بما في ذلك:
قراءة تدميرية. بما أن كل من قراءة وكتابة البيانات يتم باستخدام أشعة الليزر ، فهناك احتمال أن تتسبب عملية القراءة في قدر صغير من الكتابة. في هذه الحالة ، قد تؤدي القراءة المتكررة للبيانات إلى إزالتها (يحدث هذا أيضًا في مواد تغيير الطور المستخدمة في أقراص DVD). وقد تم تناول هذه المسألة من خلال العديد من الطرق ، مثل استخدام نطاقات الامتصاص المختلفة لكل عملية (القراءة والكتابة) ، أو استخدام طريقة القراءة التي لا تنطوي على امتصاص الطاقة.
الاستقرار الديناميكي الحراري. العديد من التفاعلات الكيميائية التي لا يبدو أنها تحدث تحدث في الواقع ببطء شديد. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن للعديد من ردود الفعل التي يبدو أنها حدثت عكس نفسها ببطء. نظرًا لأن معظم الوسائط ثلاثية الأبعاد تعتمد على التفاعلات الكيميائية ، فثمة خطر يتمثل في أن النقاط غير المكتوبة ستصبح مكتوبة ببطء أو أن النقاط المكتوبة ستعود ببطء إلى أن تكون غير مكتوبة. هذه المشكلة خطيرة بشكل خاص بالنسبة إلى spiropyrans ، ولكن تم إجراء بحث موسع للعثور على chromophores أكثر استقرارًا للذاكرة ثلاثية الأبعاد.
حساسية الوسائط. فامتصاص الفوتونين هو ظاهرة ضعيفة ، ولذلك يلزم عادةً إنتاج الليزرات عالية القدرة لإنتاجها. عادة ما يستخدم الباحثون ليزر Ti-Sapphire أو ليزر Nd: YAG لتحقيق الإثارة ، ولكن هذه الأدوات ليست مناسبة للاستخدام في المنتجات الاستهلاكية.
التطوير الأكاديمي
تم تنفيذ الكثير من تطوير تخزين البيانات الضوئية ثلاثي الأبعاد في الجامعات. تتضمن المجموعات التي قدمت مدخلات قيمة ما يلي:
كان بيتر T. Rentzepis المنشئ لهذا المجال ، وقد وضعت في الآونة الأخيرة مواد خالية من قراءات مدمرة.
لقد طور Watt W. Webb الميكروسكوب ثنائي الفوتون في مختبرات Bell ، وأظهر تسجيلًا ثلاثي الأبعاد على وسائط ضوئية مضغوطة.
طورت Masahiro Irie عائلة diarylethene من المواد اللونية.
قام كل من يوشيماسا كواتا ، ساتوشي كواتا ، وزهير سكيك بتطوير وتشغيل العديد من أنظمة معالجة البيانات البصرية ، ولا سيما أنظمة البوليمر ذات القطبين.
يقوم Kevin C Belfield بتطوير أنظمة ضوئية كيميائية لتخزين البيانات الضوئية ثلاثية الأبعاد عن طريق استخدام نقل طاقة الرنين بين الجزيئات ، كما يقوم بتطوير مواد عالية المقطع ثنائية الفوتون.
أجرى سيث ماردر الكثير من العمل المبكر لتطوير المناهج المنطقية للتصميم الجزيئي ل chromophores عالية المقطع ثنائي الفوتون.
قدم توم ميلستر مساهمات كثيرة لنظرية تخزين البيانات الضوئية ثلاثية الأبعاد.
قام روبرت ماكلويد بفحص استخدام الميكروغرام في تخزين البيانات ثلاثية الأبعاد.
وقد درس مين قو القراءات مبائر وطرق لتحسينها.
التنمية التجارية
بالإضافة إلى البحث الأكاديمي ، تم إنشاء العديد من الشركات لتسويق تخزين البيانات الضوئية ثلاثي الأبعاد ، كما أظهرت بعض الشركات الكبرى اهتمامًا بالتكنولوجيا. ومع ذلك ، ليس من الواضح حتى الآن ما إذا كانت التقنية ستنجح في السوق في وجود منافسة من جهات أخرى مثل محركات الأقراص الصلبة ، وتخزين الفلاش ، والتخزين الثلاثي الأبعاد.
تم تأسيس Call / Recall في عام 1987 على أساس بحث Peter Rentzepis. باستخدام تسجيل ثنائي الفوتون (بمعدل 25 ميجابت / ثانية مع 6.5 نبضة في البوصة ، 7 نيوجيرسي ، 532 نانومتر) ، وقراءة واحدة للفوتون (مع 635 نانومتر) ، وعدسة غمر عالية NA (1.0) ، قاموا بتخزين 1 تيرابايت في 200 طبقات في قرص 1.2 ملم سميكة. وهي تهدف إلى تحسين القدرة على الوصول إلى أكثر من 5 سرعات ومعدلات بيانات تصل إلى 250 ميغابت / ثانية خلال عام واحد ، وذلك من خلال تطوير مواد جديدة بالإضافة إلى صمامات ليزر زرقاء نابضة بالطاقة.
تقوم Mempile بتطوير نظام تجاري باسم TeraDisc. في مارس 2007 ، أظهروا تسجيل وإعادة قراءة 100 طبقة من المعلومات على قرص سماكة 0.6 مم ، بالإضافة إلى انخفاض التشويش ، والحساسية العالية ، والثبات الديناميكي الحراري. وهم يعتزمون إطلاق منتج استهلاكي للسلم الأحمر من 0.6 إلى 1.0 من السل في عام 2010 ، ولديهم خارطة طريق لمنتج الليزر الأزرق ذي الـ 5 تيرابايت.
طورت كوكبة 3D قرص الفلورسنت متعدد الطبقات في نهاية التسعينيات ، والذي كان عبارة عن قرص مدمج ، طبقة مصنّعة حسب الطبقة. فشلت الشركة في عام 2002 ، ولكن الملكية الفكرية (IP) استحوذت عليها شركة D-Data Inc. ، التي تحاول إدخالها كقرص رقمي متعدد الطبقات (DMD).
تم إعداد Storex Technologies لتطوير وسائط ثلاثية الأبعاد تعتمد على نظارات حساسة للضوء ومواد خزفية من الزجاج. التكنولوجيا مستمدة من براءات الاختراع التي قدمها العالم الروماني يوجين بافل ، وهو أيضا مؤسس الشركة ومديرها التنفيذي. في مؤتمر ODS2010 تم تقديم نتائج بشأن القراءة من قبل طريقتين غير مضان من قرص بصري Petabyte.
تقوم شركة Landauer Inc. بتطوير وسائط مبنية على امتصاص ثنائي الفوتون الرنيني في ركيزة بلور واحد من الياقوت. في مايو 2007 ، أظهروا تسجيل 20 طبقة من البيانات باستخدام 2 nJ من طاقة الليزر (405 نانومتر) لكل علامة. يقتصر معدل القراءة على 10 ميغابت / ثانية بسبب عمر مضان.
يهدف التخزين الهائل إلى تطوير تقنية تخزين بصرية ثلاثية الأبعاد ثلاثية الأبعاد تعتمد على استخدام المجال الكهربائي بفوتون باستخدام ليزر الأشعة فوق البنفسجية البعيدة للحصول على تحسينات كبيرة على سعة البيانات الحالية ومعدلات النقل ، ولكن حتى الآن لم تقدم أي بحث تجريبي أو دراسة جدوى.
تعمل Microholas من جامعة برلين ، تحت قيادة الأستاذ سوزانا Orlic ، وحققت تسجيل ما يصل إلى 75 طبقات من البيانات الدقيقة ، مفصولة 4.5 ميكرومتر ، واقتراح كثافة البيانات من 10 GB لكل طبقة.
3DCD Technology Pty. Ltd. هي عبارة عن فرع جامعي تم إعداده لتطوير تقنية التخزين الضوئي ثلاثي الأبعاد استنادًا إلى المواد المحددة من قبل دانيال داي ومين جو.
وقد تقدمت العديد من شركات التكنولوجيا الكبرى مثل فوجي وريكو و ماتسوشيتا بطلب للحصول على براءة اختراع على مواد ثنائية الفوتون مستجيبة للتطبيقات بما في ذلك تخزين البيانات الضوئية ثلاثي الأبعاد ، إلا أنها لم تعط أي مؤشر على أنها تقوم بتطوير حلول تخزين البيانات الكاملة.