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摘要：近年来，光信息技术取得了很大的进展，并且应用范围愈来愈广，关注程度愈来愈高。信息化时代下，信息存储需求较以往有了很大的提升，这也从一定程度上促进了光信息存储技术的发展。相对于传统存储技术而言，光存储技术容量大、密度大、保存时间长，并且生产成本较低，具有极大的优势。其中全息存储、近场光学存储、多阶光学存储等已经在某些领域中已经得到了应用。基于此，本文对信息存储技术进行了综合性阐述，并对光信息技术在信息存储中的应用进行了探讨，以供参考。
关键词：光信息技术；信息存储；发展趋势；介质
1 传统存储技术概述
目前，传统存储技术主要包括半导体存储、磁存储及光盘存储等，具体如下：
（1）半导体存储。半导体存储的主要信息载体是半导体集成电路，按功能可分为RAM（随机存取存储器）与ROM（只读存储器），按照存储原理可为动态存储器与静态存储器。
（2）磁存储。磁存储是上一代主流的存储技术。目前，磁存储技术依然具有一定的应用范围，如磁带便是典型的磁存储介质。磁存储技术主要通过磁致电阻效应进行读写。磁致电阻磁头是核心构件之一。它的电阻会随着磁场的变化而逐渐改变。通常情况下，磁存储都采取分离式设计，写入由感应磁头完成，读取由磁致电阻磁头进行。相对而言，磁存储具有较好的稳定性，但如果存储密度较高，则会对稳定性产生一定程度影响。记录时，可通过感应式薄膜磁头将信息写入磁盘当中，读取过程则由巨磁电阻磁头完成。从发展角度来看，磁存储技术已经不能跟上当前信息存储需求，其应用范围也会变得愈来愈窄。
（3）光盘存储。光盘存储依然是当前较为主流的信息存储方式。以写入方式进行划分，光盘存储又被分为ROM、WORM及RW。其中ROW最为常见，只能从光盘上读取已经记录的信息，但无法将新信息写入其中或修改原本已经记录的信息。其主要存储介质材料为偶氮化合物等有机化合物。RW可进行重复读写，成本相对偏高。与其他传统存储技术相比，光盘存储还是具有一定的优势。首先，光盘存储信息容量较大，具有较高的数据存储密度，保证了存储的质量，且便携性较好。例如，新型的蓝光光盘尺寸不会超过0.2um，其容量超过10G。在系统集成作用下可使其容量达到PB级水准，具有良好的适用性。其次，成本较低，制作工艺较为简单，制作效率高。另外，光盘存储较为稳定，信息保存时间长。正常环境下，光盘信息数据保存时间可超过100年。但随着新型存储介质如SSD的出现，光盘存储会市场会受到一定程度冲击，未来可能会被逐渐替代。
2 光信息存储技术分析
随着计算机技术与信息技术的不断发展，极大程度上扩充了信息流通量，并给信息存储带来了新的要求。除了扩增容量外，还需要保证信息读写速度及稳定性。光信息技术的发展为信息存储优化带来了新的途径。
2.1全息存储
全息存储是目前较为成熟的光信息存储技术之一。该技术是基于全息照相技术实现的。其最大特征便是具有超高的存储密度及存储容量。在控制芯片作用下，全息存储总容量可达1*10^3T，较半导体存储介质及传统光盘而言，具有明显优势。另外，全息存储以页作为读写单位，不同页面单位可对数据进行同时并行读写，存储速度极为迅速，信息传输速度高达1G/s，且随机访问时间低于1ms。体全息存储是一种具有代表性的全息存储技术。该技术基于激光干涉实现。体全息存储中记录体中涵盖了每一个信息位。记录介质上不存在同信息位所对应的记录单元。因此，体全息技术存储过程中要先对数据信息进行编码处理，获取对应的数字数据流。然后，以页为单位将所获的数据流输送至SLM上，并通过光学干涉图样将相关信号记录于感光材料上。干涉图样是经过两束激光相互干涉形成。这两束激光由一束激光分离所得，特征相同。其中一束激光为参考光，另外一束激光在SLM作用下，会成为信息数据载体而作为物光存在。干涉图样会对感光材料产生作用，使其发生化学变化或物理变化，从而改变材料的折射率、吸收率及厚度，让干涉图样被存储。读取时，通过相同光速的激光对存储介质进行照射，并将光信号转变为电信号，以获取存储信息。当然，全息存储要实现商品化还有很长一段路要走，但它的存在为信息存储体系发展带来了一条新的途径。
2.2 近场光学存储
近场光学源于上世纪80年代，它的出现使得光学分辨极限产生了革命性的突破，给相关领域发展带来了巨大支持。近年来，近场光学技术被逐渐应用于信息存储当中，其关注度也愈来愈高。对于信息存储而言，其首要目标便是提升存储密度。由于目前的光学读写、磁光学读写都会受到衍射极限限制，所以利用较短的激光波长对存储密度的提升效果并不理想。然而，近场光学则构建出了一种新的方式，有利于提升存储密度。相关研究表明，以Pt/Co多层磁光膜作为存储载体，并利用近场磁光偏转方法进行数据信息记录，其密度可达45Gbits/inch2。目前，近场表面等离子增强散射、近场二向色法色法等技术都有了显著进步，为近场光学存储提供了有力的技术支持，使得整个技术体系愈加成熟。
2.3 多阶光存储
早期多阶光存储以坑深调制为代表，其中Cialmeitrcs公司研究出了具备8种不同坑深多阶只读光盘，这种结构的多阶只读光盘，信号坑宽度固定为tm in，且深度存在M种可能，代表了不同的阶次。不同深度的信息坑在光电探测器上会表现出不同光强，以实现多阶存储方案，保证了读出信号具有多阶性。相对于传统光盘相比，基于多阶光存储的光盘可大幅度提升存储容量。总体上来看，多阶光存储技术可在不改变光学数值孔径的情况下，采取相关信息处理技术与编码技术来增强数据传输效率，进一步提升存储容量及存储质量。
2.4 介质多阶光存储
介质多阶光存储是由多阶光存储演变而来，诞生于90年代。早期的介质多阶光存储以电子俘获多阶技术为主。该技术基于光子效应具备了很高的反应速度，可实现纳秒级的读写。另外，利用电子俘获多阶技术可在多个能级上记录相关数据。受到市场限制，该技术并未得到普及，但为介质多阶光存储后续发展奠定了良好的基础。之后，部分结晶多阶技术成为了介质多阶光存储的代表性技术。该技术以相变材料为基础，通过对材料结晶程度进行控制来实现多阶存储。随后，清华大学光盘国家工程研究中心提出了光致变色多阶技术。该技术较结晶多阶技术根据优势，其多阶光存储系能更优。利用不同的波长光照射相关材料，会让材料化学状态发生改变，并且可实现快速逆变转换。通过两种不同的状态来表示二进制的“0”与“1”，便可实现素质存储。光致变色材料对入射光可进行选择性吸收，若采取不同的材料构建记录层，便可利用不同波长的激光进行并行读写，即可实现多波长存储。
3 光信息存储技术展望
从发展角度来看，光存储技术将逐渐替代磁存储技术，占据信息存储的主要地位。目前，光存储技术还处于发展阶段，尽管部分技术已较为成熟，但依然具有被深度挖掘的潜力，相关产品离物理极限还存在着较大的距离。当然，光信息存储技术要实现完全普及还有一个漫长的过程，在其不断发展的过程中，信息存储与处理将会相互结合，形成一个不受容量、空间、时间所限制的综合化信息系统，为用户带来更大的便利。
4 结语
光信息存储技术经过多年发展，其技术体系已逐步成熟。相对于传统存储技术而言，它具备高容量、高密度、低成本、高稳定性的特征。未来，光信息存储技术将获得更大的应用空间，并逐渐渗透到各行各业当中，值得期待。
参考文献：
[1]张美芳.长期存储的数字信息质量控制的研究[J].档案学通讯，2011，（01）：80-84.
[2]谢华成，范黎林.云环境下海量非结构化信息存储技术探究[J].制造业自动化，2012，（16）：28-30+67.
关键词：光信息技术；信息存储；发展趋势；介质
1 传统存储技术概述
目前，传统存储技术主要包括半导体存储、磁存储及光盘存储等，具体如下：
（1）半导体存储。半导体存储的主要信息载体是半导体集成电路，按功能可分为RAM（随机存取存储器）与ROM（只读存储器），按照存储原理可为动态存储器与静态存储器。
（2）磁存储。磁存储是上一代主流的存储技术。目前，磁存储技术依然具有一定的应用范围，如磁带便是典型的磁存储介质。磁存储技术主要通过磁致电阻效应进行读写。磁致电阻磁头是核心构件之一。它的电阻会随着磁场的变化而逐渐改变。通常情况下，磁存储都采取分离式设计，写入由感应磁头完成，读取由磁致电阻磁头进行。相对而言，磁存储具有较好的稳定性，但如果存储密度较高，则会对稳定性产生一定程度影响。记录时，可通过感应式薄膜磁头将信息写入磁盘当中，读取过程则由巨磁电阻磁头完成。从发展角度来看，磁存储技术已经不能跟上当前信息存储需求，其应用范围也会变得愈来愈窄。
（3）光盘存储。光盘存储依然是当前较为主流的信息存储方式。以写入方式进行划分，光盘存储又被分为ROM、WORM及RW。其中ROW最为常见，只能从光盘上读取已经记录的信息，但无法将新信息写入其中或修改原本已经记录的信息。其主要存储介质材料为偶氮化合物等有机化合物。RW可进行重复读写，成本相对偏高。与其他传统存储技术相比，光盘存储还是具有一定的优势。首先，光盘存储信息容量较大，具有较高的数据存储密度，保证了存储的质量，且便携性较好。例如，新型的蓝光光盘尺寸不会超过0.2um，其容量超过10G。在系统集成作用下可使其容量达到PB级水准，具有良好的适用性。其次，成本较低，制作工艺较为简单，制作效率高。另外，光盘存储较为稳定，信息保存时间长。正常环境下，光盘信息数据保存时间可超过100年。但随着新型存储介质如SSD的出现，光盘存储会市场会受到一定程度冲击，未来可能会被逐渐替代。
2 光信息存储技术分析
随着计算机技术与信息技术的不断发展，极大程度上扩充了信息流通量，并给信息存储带来了新的要求。除了扩增容量外，还需要保证信息读写速度及稳定性。光信息技术的发展为信息存储优化带来了新的途径。
2.1全息存储
全息存储是目前较为成熟的光信息存储技术之一。该技术是基于全息照相技术实现的。其最大特征便是具有超高的存储密度及存储容量。在控制芯片作用下，全息存储总容量可达1*10^3T，较半导体存储介质及传统光盘而言，具有明显优势。另外，全息存储以页作为读写单位，不同页面单位可对数据进行同时并行读写，存储速度极为迅速，信息传输速度高达1G/s，且随机访问时间低于1ms。体全息存储是一种具有代表性的全息存储技术。该技术基于激光干涉实现。体全息存储中记录体中涵盖了每一个信息位。记录介质上不存在同信息位所对应的记录单元。因此，体全息技术存储过程中要先对数据信息进行编码处理，获取对应的数字数据流。然后，以页为单位将所获的数据流输送至SLM上，并通过光学干涉图样将相关信号记录于感光材料上。干涉图样是经过两束激光相互干涉形成。这两束激光由一束激光分离所得，特征相同。其中一束激光为参考光，另外一束激光在SLM作用下，会成为信息数据载体而作为物光存在。干涉图样会对感光材料产生作用，使其发生化学变化或物理变化，从而改变材料的折射率、吸收率及厚度，让干涉图样被存储。读取时，通过相同光速的激光对存储介质进行照射，并将光信号转变为电信号，以获取存储信息。当然，全息存储要实现商品化还有很长一段路要走，但它的存在为信息存储体系发展带来了一条新的途径。
2.2 近场光学存储
近场光学源于上世纪80年代，它的出现使得光学分辨极限产生了革命性的突破，给相关领域发展带来了巨大支持。近年来，近场光学技术被逐渐应用于信息存储当中，其关注度也愈来愈高。对于信息存储而言，其首要目标便是提升存储密度。由于目前的光学读写、磁光学读写都会受到衍射极限限制，所以利用较短的激光波长对存储密度的提升效果并不理想。然而，近场光学则构建出了一种新的方式，有利于提升存储密度。相关研究表明，以Pt/Co多层磁光膜作为存储载体，并利用近场磁光偏转方法进行数据信息记录，其密度可达45Gbits/inch2。目前，近场表面等离子增强散射、近场二向色法色法等技术都有了显著进步，为近场光学存储提供了有力的技术支持，使得整个技术体系愈加成熟。
2.3 多阶光存储
早期多阶光存储以坑深调制为代表，其中Cialmeitrcs公司研究出了具备8种不同坑深多阶只读光盘，这种结构的多阶只读光盘，信号坑宽度固定为tm in，且深度存在M种可能，代表了不同的阶次。不同深度的信息坑在光电探测器上会表现出不同光强，以实现多阶存储方案，保证了读出信号具有多阶性。相对于传统光盘相比，基于多阶光存储的光盘可大幅度提升存储容量。总体上来看，多阶光存储技术可在不改变光学数值孔径的情况下，采取相关信息处理技术与编码技术来增强数据传输效率，进一步提升存储容量及存储质量。
2.4 介质多阶光存储
介质多阶光存储是由多阶光存储演变而来，诞生于90年代。早期的介质多阶光存储以电子俘获多阶技术为主。该技术基于光子效应具备了很高的反应速度，可实现纳秒级的读写。另外，利用电子俘获多阶技术可在多个能级上记录相关数据。受到市场限制，该技术并未得到普及，但为介质多阶光存储后续发展奠定了良好的基础。之后，部分结晶多阶技术成为了介质多阶光存储的代表性技术。该技术以相变材料为基础，通过对材料结晶程度进行控制来实现多阶存储。随后，清华大学光盘国家工程研究中心提出了光致变色多阶技术。该技术较结晶多阶技术根据优势，其多阶光存储系能更优。利用不同的波长光照射相关材料，会让材料化学状态发生改变，并且可实现快速逆变转换。通过两种不同的状态来表示二进制的“0”与“1”，便可实现素质存储。光致变色材料对入射光可进行选择性吸收，若采取不同的材料构建记录层，便可利用不同波长的激光进行并行读写，即可实现多波长存储。
3 光信息存储技术展望
从发展角度来看，光存储技术将逐渐替代磁存储技术，占据信息存储的主要地位。目前，光存储技术还处于发展阶段，尽管部分技术已较为成熟，但依然具有被深度挖掘的潜力，相关产品离物理极限还存在着较大的距离。当然，光信息存储技术要实现完全普及还有一个漫长的过程，在其不断发展的过程中，信息存储与处理将会相互结合，形成一个不受容量、空间、时间所限制的综合化信息系统，为用户带来更大的便利。
4 结语
光信息存储技术经过多年发展，其技术体系已逐步成熟。相对于传统存储技术而言，它具备高容量、高密度、低成本、高稳定性的特征。未来，光信息存储技术将获得更大的应用空间，并逐渐渗透到各行各业当中，值得期待。
参考文献：
[1]张美芳.长期存储的数字信息质量控制的研究[J].档案学通讯，2011，（01）：80-84.
[2]谢华成，范黎林.云环境下海量非结构化信息存储技术探究[J].制造业自动化，2012，（16）：28-30+67.