3D optischer Datenspeicher

Der optische 3D-Datenspeicher ist eine beliebige Form eines optischen Datenspeichers, in dem Information mit einer dreidimensionalen Auflösung aufgezeichnet oder gelesen werden kann (im Gegensatz zu der zweidimensionalen Auflösung, die z. B. durch CD bereitgestellt wird).

Diese Innovation hat das Potenzial, Massenspeicher auf Petabyte-Ebene auf DVD-großen Discs (120 mm) bereitzustellen. Datenerfassung und -rücklesen werden durch Fokussieren von Lasern innerhalb des Mediums erreicht. Aufgrund der volumetrischen Natur der Datenstruktur muss das Laserlicht jedoch durch andere Datenpunkte wandern, bevor es den Punkt erreicht, an dem das Lesen oder Aufzeichnen gewünscht wird. Daher ist eine Art von Nichtlinearität erforderlich, um sicherzustellen, dass diese anderen Datenpunkte die Adressierung des gewünschten Punktes nicht stören.

Kein kommerzielles Produkt, das auf optischen 3D-Datenspeichern basiert, ist noch auf dem Massenmarkt angekommen, obwohl mehrere Firmen die Technologie aktiv entwickeln und behaupten, dass sie „bald“ verfügbar werden könnte.

Überblick
Gegenwärtige optische Datenspeichermedien wie die CD und DVD speichern Daten als eine Reihe von reflektierenden Markierungen auf einer inneren Oberfläche einer Platte. Um die Speicherkapazität zu erhöhen, ist es möglich, dass Disks zwei oder sogar mehr dieser Datenschichten halten, aber ihre Anzahl ist stark begrenzt, da der Adressierungslaser mit jeder Schicht interagiert, die er auf dem Weg zur und von der adressierten Schicht durchläuft . Diese Wechselwirkungen verursachen Rauschen, das die Technologie auf ungefähr 10 Schichten begrenzt. 3D-optische Datenspeicherverfahren umgehen dieses Problem, indem Adressierungsverfahren verwendet werden, bei denen nur das spezifisch adressierte Voxel (volumetrisches Pixel) im Wesentlichen mit dem Adressierungslicht interagiert. Dies beinhaltet notwendigerweise nichtlineare Datenlese- und Schreibverfahren, insbesondere nichtlineare Optik.

Der optische 3D-Datenspeicher ist mit dem holografischen Datenspeicher verwandt (und konkurriert damit). Herkömmliche Beispiele holografischer Speicher sprechen nicht in der dritten Dimension an und sind daher nicht streng „3D“, sondern wurden in jüngerer Zeit durch Verwendung von Mikrohologrammen holografisch gespeichert. Layer-Selection-Multilayer-Technologie (bei der eine Multilayer-Disc Schichten besitzt, die einzeln, z. B. elektrisch, aktiviert werden können) ist ebenfalls eng verwandt.

Als ein Beispiel kann ein prototypisches optisches 3D-Datenspeichersystem eine Disk verwenden, die einer transparenten DVD sehr ähnlich sieht. Die Disk enthält viele Informationsschichten, jede in unterschiedlicher Tiefe in den Medien und jede besteht aus einer DVD-artigen Spiralspur. Um Informationen auf der Platte aufzuzeichnen, wird ein Laser auf eine bestimmte Tiefe in dem Medium fokussiert, die einer bestimmten Informationsschicht entspricht. Wenn der Laser eingeschaltet wird, verursacht dies eine photochemische Veränderung der Medien. Wenn sich die Disc dreht und der Lese- / Schreibkopf sich entlang eines Radius bewegt, wird die Ebene so geschrieben, wie eine DVD-R geschrieben wird. Die Tiefe des Fokus kann dann geändert werden und eine andere völlig andere Informationsschicht wird geschrieben. Der Abstand zwischen den Schichten kann 5 bis 100 Mikrometer betragen, wodurch mehr als 100 Informationsschichten auf einer einzigen Platte gespeichert werden können.

Um die Daten zurück zu lesen (in diesem Beispiel), wird ein ähnliches Verfahren mit Ausnahme dieser Zeit verwendet, anstatt eine photochemische Änderung in den Medien zu verursachen, die der Laser Fluoreszenz verursacht. Dies wird z. B. durch Verwendung einer geringeren Laserleistung oder einer anderen Laserwellenlänge erreicht. Die Intensität oder Wellenlänge der Fluoreszenz ist unterschiedlich, abhängig davon, ob das Medium an diesem Punkt geschrieben wurde, und so werden die Daten durch Messen des emittierten Lichts gelesen.

Die Größe einzelner Chromophormoleküle oder photoaktiver Farbzentren ist viel kleiner als die Größe des Laserfokus (der durch die Beugungsgrenze bestimmt wird). Das Licht adressiert daher eine große Anzahl (möglicherweise sogar 109) von Molekülen zu jeder Zeit, so dass das Medium als eine homogene Masse und nicht als eine Matrix wirkt, die durch die Positionen von Chromophoren strukturiert ist.

Geschichte
Die Ursprünge des Feldes gehen zurück bis in die 1950er Jahre, als Yehuda Hirshberg die photochromen Spiropyrane entwickelte und deren Verwendung in der Datenspeicherung vorschlug. In den siebziger Jahren demonstrierte Valeri Barachevskii, dass dieser Photochromismus durch Zwei-Photonen-Anregung erzeugt werden kann, und Ende der 1980er Jahre zeigte Peter M. Rentzepis, dass dies zu einer dreidimensionalen Datenspeicherung führen könnte. Die meisten der entwickelten Systeme basieren zum Teil auf den ursprünglichen Ideen von Rentzepis. Ein breites Spektrum von physikalischen Phänomenen zum Lesen und Aufzeichnen von Daten wurde untersucht, eine große Anzahl von chemischen Systemen für das Medium wurde entwickelt und ausgewertet, und es wurden umfangreiche Arbeiten zur Lösung der Probleme im Zusammenhang mit den optischen Systemen für das Lesen und Lesen durchgeführt Aufzeichnung von Daten. Gegenwärtig arbeiten mehrere Gruppen an Lösungen mit verschiedenen Entwicklungsstufen und Interesse an der Kommerzialisierung.

Prozesse zum Erstellen von geschriebenen Daten
Die Datenaufzeichnung in einem optischen 3D-Speichermedium erfordert, dass bei Anregung eine Veränderung im Medium stattfindet. Diese Veränderung ist in der Regel eine photochemische Reaktion, obwohl andere Möglichkeiten existieren. Chemische Reaktionen, die untersucht wurden, umfassen Photoisomerisierungen, Photozersetzung und Photobleichung sowie Polymerisationsinitiierung. Am meisten untersucht wurden photochrome Verbindungen, zu denen Azobenzole, Spiropyrane, Stilbene, Fulgide und Diarylethene gehören. Wenn die photochemische Veränderung reversibel ist, kann zumindest im Prinzip eine wiederbeschreibbare Datenspeicherung erreicht werden. Auch MultiLevel Recording, bei dem Daten in „Graustufen“ und nicht als „An“ – und „Aus“ -Signale geschrieben werden, ist technisch machbar.

Schreiben durch nichtresonante Multiphotonenabsorption
Obwohl es viele nichtlineare optische Phänomene gibt, ist nur die Mehrphotonenabsorption in der Lage, die signifikante Energie, die erforderlich ist, um molekulare Spezies elektronisch anzuregen und chemische Reaktionen zu verursachen, in die Medien zu injizieren. Zwei-Photonen-Absorption ist die stärkste Multiphotonenabsorption bei weitem, aber immer noch ein sehr schwaches Phänomen, was zu einer geringen Medienempfindlichkeit führt. Daher wurde viel Forschung darauf gerichtet, Chromophore mit hohen Zwei-Photonen-Absorptionsquerschnitten bereitzustellen.

Schreiben durch Zwei-Photonen-Absorption kann erreicht werden, indem der Schreiblaser auf den Punkt fokussiert wird, an dem der photochemische Schreibprozess benötigt wird. Die Wellenlänge des Schreiblasers ist so gewählt, dass sie nicht linear vom Medium absorbiert wird und daher nicht mit dem Medium außer im Brennpunkt wechselwirkt. Im Brennpunkt wird die Zweiphotonenabsorption signifikant, weil es ein nichtlinearer Prozess ist, der vom Quadrat der Laserfluenz abhängt.

Das Schreiben durch Zweiphotonenabsorption kann auch durch die Koinzidenz zweier Laser erreicht werden. Diese Methode wird normalerweise verwendet, um das parallele Schreiben von Informationen auf einmal zu erreichen. Ein Laser durchläuft das Medium und definiert eine Linie oder Ebene. Der zweite Laser wird dann auf die Punkte auf dieser Linie oder Ebene gerichtet, auf die geschrieben werden soll. Die Koinzidenz der Laser an diesen Punkten hat die Zwei-Photonen-Absorption angeregt, was zum Schreiben der Photochemie geführt hat.

Schreiben durch sequentielle Multiphotonenabsorption
Ein anderer Ansatz zur Verbesserung der Medienempfindlichkeit bestand darin, eine resonante Zwei-Photonen-Absorption (auch bekannt als „1 + 1“ oder „sequenzielle“ Zwei-Photonen-Absorption) zu verwenden. Die nichtresonante Zweiphotonenabsorption (wie sie allgemein verwendet wird) ist schwach, da die beiden anregenden Photonen fast genau zur gleichen Zeit am Chromophor ankommen müssen, damit die Anregung stattfinden kann. Dies liegt daran, dass der Chromophor nicht in der Lage ist, mit einem einzelnen Photon alleine zu interagieren. Wenn der Chromophor jedoch ein Energieniveau aufweist, das der (schwachen) Absorption eines Photons entspricht, dann kann dies als Sprungbrett verwendet werden, was mehr Freiheit bei der Ankunftszeit von Photonen und daher eine viel höhere Empfindlichkeit ermöglicht. Dieser Ansatz führt jedoch zu einem Verlust der Nichtlinearität im Vergleich zur nichtresonanten Zweiphotonenabsorption (da jeder Zweiphotonenabsorptionsschritt im Wesentlichen linear ist) und riskiert daher eine Beeinträchtigung der 3D-Auflösung des Systems.

Mikroholographie
In der Mikroholographie werden fokussierte Lichtstrahlen verwendet, um Hologramme mit einer Größe im Submikrometerbereich in einem photorefraktiven Material aufzuzeichnen, üblicherweise unter Verwendung von kollinearen Strahlen. Der Schreibprozess kann dieselben Arten von Medien verwenden, die in anderen Arten holografischer Datenspeicher verwendet werden, und kann Zwei-Photonen-Prozesse verwenden, um die Hologramme zu bilden.

Datenerfassung während der Herstellung
Daten können auch bei der Herstellung der Medien erzeugt werden, wie dies bei den meisten optischen Plattenformaten für die kommerzielle Datenverteilung der Fall ist. In diesem Fall kann der Benutzer nicht auf die Disc schreiben – es ist ein ROM-Format. Daten können mit einem nichtlinearen optischen Verfahren geschrieben werden, aber in diesem Fall ist die Verwendung von Lasern mit sehr hoher Leistung akzeptabel, so dass die Medienempfindlichkeit weniger problematisch wird.

Die Herstellung von Platten, die Daten enthalten, die in ihre 3D-Struktur geformt oder gedruckt wurden, wurde ebenfalls demonstriert. Zum Beispiel kann eine Platte, die Daten in 3D enthält, aufgebaut werden, indem eine große Anzahl von hauchdünnen Scheiben sandwichartig angeordnet wird, von denen jede mit einer einzigen Informationsschicht geformt oder bedruckt wird. Die resultierende ROM-Disk kann dann unter Verwendung einer 3D-Lese-Methode gelesen werden.

Andere Ansätze zum Schreiben
Andere Techniken zum Schreiben von Daten in drei Dimensionen wurden ebenfalls untersucht, einschließlich:

Persistentes spektrales Lochbrennen (PSHB), das auch die Möglichkeit von spektralem Multiplexen ermöglicht, um die Datendichte zu erhöhen. PSHB-Medien erfordern derzeit jedoch extrem niedrige Temperaturen, um Datenverluste zu vermeiden.

Leerstellenbildung, bei der mikroskopische Blasen durch Laserbestrahlung mit hoher Intensität in ein Medium eingebracht werden.

Chromophor-Polung, bei der die laserinduzierte Reorientierung von Chromophoren in der Medienstruktur zu ablesbaren Veränderungen führt.

Prozesse zum Lesen von Daten
Das Lesen von Daten aus optischen 3D-Speichern wurde auf viele verschiedene Arten durchgeführt. Während einige davon auf der Nichtlinearität der Licht-Materie-Wechselwirkung beruhen, um 3D-Auflösung zu erhalten, verwenden andere Methoden, die die lineare Reaktion des Mediums räumlich filtern. Lesemethoden umfassen:

Zwei-Photonen-Absorption (entweder Absorption oder Fluoreszenz). Diese Methode ist im Wesentlichen Zwei-Photonen-Mikroskopie.

Lineare Fluoreszenzanregung mit konfokaler Detektion. Diese Methode ist im Wesentlichen konfokale Laser-Scanning-Mikroskopie. Es bietet eine Anregung mit viel geringeren Laserleistungen als die Zwei-Photonen-Absorption, hat jedoch einige potentielle Probleme, da das Adressierungslicht mit vielen anderen Datenpunkten zusätzlich zu der adressierten Daten wechselwirkt.

Messung kleiner Differenzen im Brechungsindex zwischen den beiden Datenzuständen. Dieses Verfahren verwendet üblicherweise ein Phasenkontrastmikroskop oder ein konfokales Reflexionsmikroskop. Es ist keine Absorption von Licht notwendig, so dass keine Gefahr besteht, Daten während des Lesens zu beschädigen, aber die erforderliche Brechungsindexfehlanpassung in der Platte kann die Dicke (dh die Anzahl von Datenschichten) begrenzen, die das Medium aufgrund der akkumulierten zufälligen Wellenfrontfehler erreichen kann die die Qualität der fokussierten Punkte zerstören.

Die Erzeugung der zweiten Harmonischen wurde als ein Verfahren zum Lesen von Daten, die in eine gepolte Polymermatrix geschrieben wurden, demonstriert.

Die optische Kohärenztomographie wurde auch als parallele Lesemethode gezeigt.

Mediendesign
Der aktive Teil von optischen 3D-Speichermedien ist üblicherweise ein organisches Polymer, das entweder mit den fotochemisch aktiven Spezies dotiert oder gepfropft ist. Alternativ wurden kristalline und Sol-Gel-Materialien verwendet.

Medienformfaktor
Medien für die optische 3D-Datenspeicherung wurden in verschiedenen Formfaktoren vorgeschlagen: Disk, Karte und Kristall.

Ein Disk-Medium bietet eine Weiterentwicklung von CD / DVD und ermöglicht das Lesen und Schreiben mit der bekannten Spinning-Disc-Methode.

Ein Kreditkarten-Formfaktor-Medium ist unter dem Gesichtspunkt der Portabilität und Bequemlichkeit attraktiv, würde jedoch eine geringere Kapazität als eine Platte haben.

Mehrere Science-Fiction-Autoren haben kleine Festkörper vorgeschlagen, die große Mengen an Informationen speichern, und zumindest im Prinzip könnte dies mit einem optischen 5D-Datenspeicher erreicht werden.

Medienherstellung
Die einfachste Herstellungsmethode – das Formen einer Scheibe in einem Stück – ist für einige Systeme möglich. Eine komplexere Methode der Medienherstellung besteht darin, dass die Medien Schicht für Schicht aufgebaut werden. Dies ist erforderlich, wenn die Daten während der Herstellung physikalisch erstellt werden sollen. Schicht-für-Schicht-Konstruktion muss jedoch nicht das Zusammenlegen vieler Schichten bedeuten. Eine andere Alternative besteht darin, das Medium in einer Form analog zu einer Klebebandrolle zu erzeugen.

Antriebsdesign
Ein Laufwerk, das zum Lesen und Beschreiben von optischen 3D-Speichermedien ausgelegt ist, kann viel mit CD / DVD-Laufwerken gemeinsam haben, insbesondere wenn der Formfaktor und die Datenstruktur des Mediums denen von CD oder DVD ähnlich ist. Es gibt jedoch eine Reihe von bemerkenswerten Unterschieden, die beim Entwurf eines solchen Laufwerks berücksichtigt werden müssen.

Laser
Insbesondere wenn eine Zweiphotonenabsorption verwendet wird, können Hochleistungslaser erforderlich sein, die sperrig sein können, schwierig zu kühlen sind und Sicherheitsbedenken aufwerfen. Existierende optische Laufwerke verwenden Dauerstrich-Diodenlaser, die bei 780 nm, 658 nm oder 405 nm arbeiten. 3D-optische Speicherlaufwerke können Festkörperlaser oder gepulste Laser erfordern, und einige Beispiele verwenden Wellenlängen, die durch diese Technologien leicht verfügbar sind, wie z. B. 532 nm (grün). Diese größeren Laser können schwierig in den Lese- / Schreibkopf des optischen Laufwerks zu integrieren sein.

Variable sphärische Aberrationskorrektur
Da das System unterschiedliche Tiefen im Medium und in verschiedenen Tiefen ansprechen muss, ist die sphärische Aberration, die in der Wellenfront induziert wird, unterschiedlich, und es wird eine Methode benötigt, um diese Unterschiede dynamisch zu berücksichtigen. Es gibt viele mögliche Verfahren, die optische Elemente umfassen, die sich in den optischen Pfad hinein und aus ihm herausbewegen, bewegliche Elemente, adaptive Optiken und Immersionslinsen.

Optisches System
In vielen Beispielen von 3D-optischen Datenspeichersystemen werden mehrere Wellenlängen (Farben) von Licht verwendet (z. B. Leselaser, Schreiblaser, Signal; manchmal werden sogar zwei Laser nur zum Schreiben benötigt). Daher muss das optische System, ebenso wie es mit der hohen Laserleistung und der variablen sphärischen Aberration fertig wird, diese verschiedenen Lichtfarben nach Bedarf kombinieren und trennen.

Erkennung
Bei DVD-Laufwerken ist das von der Platte erzeugte Signal eine Reflexion des adressierenden Laserstrahls und daher sehr intensiv. Bei einem optischen 3D-Speicher muss das Signal jedoch innerhalb des winzigen adressierten Volumens erzeugt werden und ist daher viel schwächer als das Laserlicht. Zusätzlich wird Fluoreszenz in alle Richtungen von dem adressierten Punkt abgestrahlt, so dass spezielle Lichtsammeloptiken verwendet werden müssen, um das Signal zu maximieren.

Datenverfolgung
Sobald sie entlang der z-Achse identifiziert sind, kann auf einzelne Schichten von DVD-artigen Daten in ähnlicher Weise wie bei DVDs zugegriffen und diese verfolgt werden. Die Möglichkeit, eine parallele oder seitenbasierte Adressierung zu verwenden, wurde ebenfalls demonstriert. Dies ermöglicht viel schnellere Datenübertragungsraten, erfordert jedoch die zusätzliche Komplexität von räumlichen Lichtmodulatoren, Signalabbildung, leistungsfähigeren Lasern und komplexerer Datenverarbeitung.

Entwicklungsprobleme
Trotz der hohen Attraktivität der optischen 3D-Datenspeicherung hat die Entwicklung kommerzieller Produkte viel Zeit in Anspruch genommen. Dies resultiert aus einer begrenzten finanziellen Unterstützung in diesem Bereich sowie aus technischen Problemen, einschließlich:

Zerstörendes Lesen. Da sowohl das Lesen als auch das Schreiben von Daten mit Laserstrahlen durchgeführt werden, besteht die Möglichkeit, dass der Lesevorgang eine geringe Menge an Schreibleistung verursacht. In diesem Fall kann das wiederholte Lesen von Daten eventuell dazu dienen, es zu löschen (dies geschieht auch in Phasenänderungsmaterialien, die in einigen DVDs verwendet werden). Dieses Problem wurde durch viele Ansätze angegangen, wie die Verwendung unterschiedlicher Absorptionsbänder für jeden Prozess (Lesen und Schreiben) oder die Verwendung einer Lese-Methode, die keine Absorption von Energie beinhaltet.

Thermodynamische Stabilität. Viele chemische Reaktionen, die scheinbar gar nicht stattfinden, verlaufen sehr langsam. Darüber hinaus können sich viele Reaktionen, die scheinbar stattgefunden haben, langsam selbst umkehren. Da die meisten 3D-Medien auf chemischen Reaktionen basieren, besteht daher die Gefahr, dass entweder die ungeschriebenen Punkte langsam geschrieben werden oder dass die geschriebenen Punkte langsam wieder ungeschrieben werden. Dieses Problem ist besonders ernst für die Spiropyrane, aber es wurden umfangreiche Forschungen durchgeführt, um stabilere Chromophore für 3D-Speicher zu finden.

Medienempfindlichkeit. Die Zweiphotonenabsorption ist ein schwaches Phänomen, und daher werden gewöhnlich Hochleistungslaser benötigt, um sie zu erzeugen. Forscher verwenden typischerweise Ti-Saphir-Laser oder Nd: YAG-Laser, um eine Anregung zu erreichen, aber diese Instrumente sind nicht für die Verwendung in Verbraucherprodukten geeignet.

Akademische Entwicklung
Ein großer Teil der Entwicklung der optischen 3D-Datenspeicherung wurde in Universitäten durchgeführt. Zu den Gruppen, die wertvolle Beiträge geleistet haben, gehören:

Peter T. Rentzepis war der Begründer dieses Bereichs und hat kürzlich Materialien entwickelt, die frei von zerstörendem Auslesen sind.
Watt W. Webb entwickelte das Zwei-Photonen-Mikroskop in Bell Labs und zeigte 3D-Aufnahmen auf photorefraktiven Medien.
Masahiro Irie entwickelte die Diarylethen-Familie photochromer Materialien.
Yoshimasa Kawata, Satoshi Kawata und Zouheir Sekkat entwickelten und arbeiteten an verschiedenen optischen Datenmanipulationssystemen, insbesondere an gepolten Polymersystemen.
Kevin C Belfield entwickelt photochemische Systeme für die optische 3D-Datenspeicherung mithilfe von Resonanzenergietransfer zwischen Molekülen und entwickelt auch Materialien mit hohem Zwei-Photonen-Querschnitt.
Seth Marder führte einen Großteil der frühen Arbeiten zur Entwicklung logischer Ansätze für das molekulare Design von Chromophoren mit hohem Zwei-Photonen-Querschnitt durch.
Tom Milster hat viele Beiträge zur Theorie der optischen 3D-Datenspeicherung geleistet.
Robert McLeod hat die Verwendung von Mikrohologrammen für die optische 3D-Datenspeicherung untersucht.
Min Gu hat das konfokale Auslesen und Methoden zu seiner Verbesserung untersucht.

Kommerzielle Entwicklung
Neben der akademischen Forschung wurden mehrere Unternehmen gegründet, um optische 3D-Datenspeicher zu kommerzialisieren, und einige große Unternehmen haben auch Interesse an der Technologie gezeigt. Es ist jedoch noch nicht klar, ob die Technologie auf dem Markt im Wettbewerb mit anderen Bereichen wie Festplatten, Flash-Speichern und holografischen Speichern Erfolg haben wird.

Call / Recall wurde 1987 auf der Grundlage der Forschung von Peter Rentzepis gegründet. Unter Verwendung von Zwei-Photonen-Aufzeichnung (bei 25 Mbit / s mit 6,5 ps, 7 nJ, 532 nm-Pulsen), Ein-Photonen-Auslesen (mit 635 nm) und einer Immersionslinse mit hoher NA (1,0) haben sie 1 TB als 200 gespeichert Schichten in einer 1,2 mm dicken Scheibe. Sie wollen die Kapazität auf> 5 TB und Datenraten auf bis zu 250 Mbit / s innerhalb eines Jahres verbessern, indem sie neue Materialien sowie leistungsstarke gepulste blaue Laserdioden entwickeln.
Mempile entwickelt ein kommerzielles System mit dem Namen TeraDisc. Im März 2007 demonstrierten sie die Aufzeichnung und das Zurücklesen von 100 Informationsschichten auf einer 0,6 mm dicken Platte sowie ein geringes Übersprechen, hohe Empfindlichkeit und thermodynamische Stabilität. Sie beabsichtigen, 2010 ein Rotlaser-0,6-1,0-TB-Verbraucherprodukt zu veröffentlichen und haben eine Roadmap für ein 5-TB-Blaulaserprodukt.
Constellation 3D entwickelte Ende der 1990er Jahre die Fluorescent Multilayer Disc, eine Schicht aus Schicht für Schicht. Das Unternehmen scheiterte 2002, aber das geistige Eigentum (IP) wurde von D-Data Inc. erworben, die versuchen, es als Digital Multilayer Disk (DMD) einzuführen.
Storex Technologies wurde gegründet, um 3D-Medien basierend auf fluoreszierenden lichtempfindlichen Gläsern und Glaskeramikmaterialien zu entwickeln. Die Technologie stammt aus den Patenten des rumänischen Wissenschaftlers Eugen Pavel, der auch Gründer und CEO des Unternehmens ist. Auf der ODS2010-Konferenz wurden Ergebnisse hinsichtlich des Auslesens durch zwei Nicht-Fluoreszenzverfahren einer Petabyte-Optical-Disc präsentiert.
Landauer Inc. entwickelt ein Medium basierend auf resonanter Zwei-Photonen-Absorption in einem Saphir-Einkristallsubstrat. Im Mai 2007 zeigten sie die Aufzeichnung von 20 Datenschichten mit 2 nJ Laserenergie (405 nm) für jede Markierung. Die Lesegeschwindigkeit ist aufgrund der Fluoreszenzlebensdauer auf 10 Mbit / s begrenzt.
Colossal Storage verfolgt das Ziel, eine 3D holographische optische Speichertechnologie basierend auf photoneninduzierter elektrischer Feldpolung unter Verwendung eines Fern-UV-Lasers zu entwickeln, um große Verbesserungen gegenüber der aktuellen Datenkapazität und Übertragungsraten zu erzielen. Bisher wurden jedoch keine experimentellen Studien oder Machbarkeitsstudien vorgelegt.
Microholas arbeitet an der Universität Berlin unter der Leitung von Prof. Susanna Orlic und hat die Aufzeichnung von bis zu 75 Schichten mikroholographischer Daten erreicht, die durch 4,5 Mikrometer getrennt sind und eine Datendichte von 10 GB pro Schicht vermuten lassen.
3DCD Technology Pty. Ltd. ist ein Universitäts-Spin-Off zur Entwicklung von optischer 3D-Speichertechnologie auf der Grundlage von Materialien, die von Daniel Day und Min Gu identifiziert wurden.
Mehrere große Technologieunternehmen wie Fuji, Ricoh und Matsushita haben Patente für auf zwei Photonen ansprechende Materialien für Anwendungen, einschließlich optischer 3D-Datenspeicher, angemeldet. Sie haben jedoch keine Hinweise darauf gegeben, dass sie vollständige Datenspeicherlösungen entwickeln.