1 电子俘获多阶技术
    
    OPtex 通信公司于 1992 年着手研究电子俘获光存储技术（ ETOM : Electron - Trapping Optical Memory ）。 ETOM 光盘的记录层中掺杂有两种稀土元素，利用短波长激光（例如蓝光）来实现数据写入。当第一种掺杂离子吸收光子后，其电子被激发到高能级状态。该电子可能被第二种掺杂离子“俘获”,实现数据的写入。读出时，用另一长波长激光（例如红光）将俘获的电子释放到原来的低能级状态，存储的能量以荧光的形式释放出来，可供后续信号探测。由于发出的荧光强度与俘获的电子数量成比例，同时也与写入激光的强度成比例，该写入/读出过程具有线性响应，使得电子俘获材料适用于数字光存储。
   
    电子俘获光存储利用了光子效应，反应速度很快，可以实现纳秒时间的读写。更重要的是， ETOM 光盘能够在多个能级上记录数据，从而实现介质多阶光存储。 OPtex 对 ETOM 技术进行了深入研究，并获得了 12 个核心技术专利。由于 ETOM 所需的绿激光器在当时价格较高，并且消费市场上对高容量视频存储系统的需求不够急迫，导致 ETOM 技术的产品化未能顺利进行。该项目于 1998 年中止，但是作为早期的一种多阶光存储技术方案，该项目对此后的多阶光存储研究具有相当重要的借鉴意义。
    
    2 部分结晶多阶技术
    
    新加坡数据存储中心（ DSI ）研究了基于相变材料的部分结晶（ Partial Crystallization ）多阶技术。在当前广泛应用的相变光盘中，通过不同激光功率加热记录介质，获得不同反射率的晶态与非晶态两种结构实现写入和擦除，探测这两种状态的不同反射率实现信号读出。利用足够高功率的激光加热相变材料直至超过熔点，然后迅速淬火降至室温，可以得到非晶态。如果在结晶温度和熔点之间的范围内逐渐退火，则得到晶态。晶态与非晶态之间可能存在一种部分结晶的状态，通过调整退火时间和温度，控制相变材料的结晶程度，则有可能实现多阶反射调制存储。
    
    3 光致变色多阶技术
    
    清华大学光盘国家工程研究中心（ OMNERC ）提出了光致变色多阶光存储技术，具有比部分结晶相变材料更好的多阶光存储特性。在不同波长光照射下，光致变色材料能够在不同化学状态之间发生快速可逆转换，A 和 B 两种稳定的化学状态的吸收谱完全不同，以这两种状态来表示数字“ 0 ”和“ 1 ”,可实现基于光致变色材料的数字存储。这是一种光子型的记录方式，反应时间极短且反应尺度在分子量级。
   
    理论分析和实验研究表明，光致变色数字存储的反应程度与所吸收的光子数目相关，通过控制写入激光的能量，可以在光致变色材料上实现多阶光存储，并且分阶特性优于传统的相变材料。利用光致变色材料的合成技术，已经分别获得了吸收峰在 780nm , 650nm 和 5532nm 附近的光致变色材料，它们的吸收峰与当前用于光存储的激光波长相对应。采用与 DVD 系统相同的激光波长和数值孔径，已成功实现 8 阶幅值调制光致变色存储。目前正在进行 ML - RLL 光致变色记录的实验研究，有望实现超过 15G 的存储容量。
   
    由于光致变色材料对入射光具有选择性吸收的特点，如果将具有不同敏感波段的多种光致变色材料作为记录层，用多种波长的激光进行多记录层的并行读写，可以实现频率维的多波长存储。与前面的光致变色多阶光存储相结合， OMNERC 提出了光致变色多波长多阶（ MWML ）光存储方案，通过多阶和并行编码，能够进一步提高光存储容量和数据传输率。由于 MWML 的记录层由多种光致变色材料混合旋涂而成，可以很方便的实现读写过程中的聚焦和道跟踪；并且 MWML 光盘与现有的光盘系统有较好的兼容性，具有相当广阔的应用前景。

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