Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках

1. Новітня технологія довготривалого зберігання інформації на сапфірових оптичних дисках Петров Вячеслав Васильович ДиректорІнституту проблем реєстраціїінформації НАН України, академік НАН України, д-р техн. наук, проф. Семиноженко Володимир Петрович Голова ради директорів НТК «Інститут монокристалів»НАН України, академік НАН України, д-р техн. наук, проф. 12 лютого 2014 року

2. Обсяги інформації та терміни її зберігання

3. Статистика відмов магнітних жорстких дисків Failure Trends in a Large Disk Drive Population– Режимдоступу:http://static.googleusercontent.com/external_content/untrusted_dlcp/research.google.com/ru//archive/disk_failures.pdf

4. Центр зберігання даних Microsoft

5. Еволюція носіїв інформації Немашинні носії: • Таблички Шумерів • Папір • Фотоплівки Машинні носії: • Циліндри Едісона • Грамофонні платівки • Нікелеві матриці • Магнітні стрічки та диски • Оптичні диски • Твердотільні накопичувачі

6. Бібліотека Ашурбаніпала • Створювалася протягом 25 років (652 р. – 627 р. до н. е.). • В бібліотеці зберігалися: • Глиняні таблички • Воскові таблички • Пергаментні рукописи • Папірусні рукописи • До 1849 р. збереглися лише глиняні таблички. • Склад глини долини Тигру і Євфрату: • 50% SiO2 + 50% Al2O3 • дисперсність – 2 – 5 мкм. Збереглося близько 30 тисяч глиняних табличок з шестикратним дублюванням

7. Клинописна табличка шумерів Табличка шумерів, на якій описана причина руйнувань біблейських міст Содому і Гоморри (700-й рік до н.е.) Стела храму РамсесаIV (1100-й рік до н.е.)

8. ВосковіциліндриЕдісона

9. Перший в світі накопичувач інформації на оптичних дисках ЄС 5150 для потужних ЕОМ серії ЄС Розробка – 1975-1978 рр.

11. Зчитування даних з нікелевої матриці та з оптичного диску інформаційний рельєф нікелева матриця полікарбонат скло кварц сапфір відбивальний шар захисний шар обкладинка

12. Оптичні диски

13. Причини руйнування оптичного диску • Основні причини втрати інформації на оптичних дисках: • Подряпини на підкладці, що викликає відхилення і розсіювання лазерного променя при відтворенні даних • Відшарування металевого відбивального шару • Пошкодження металевого шару та інформаційного рельєфу • Механічна руйнація при високих швидкостях обертання • Зміна оптико-механічних властивостей полікарбонатної підкладки з часом

14. Оцінка температурної стабільності підкладок оптичних дичків Правило Вант-Гоффа: Тпл– температура плавлення матеріалу підкладки, = 2 – 4

15. М-диск (Write Once and Read Forever)

16. Архівні носії з високостабільнихматериілів КварцевийносійHitachi: Прогнозованийтермін зберігання1– 1000 років Ємність– 25 МБ Розміри– 2х2 см Товщина– 2 мм Платиново-сапфіровийдиск ANDRA (Франция): Прогнозованийтермін зберігання2– 10 000 000 років Ємність– 40 000 сторінок Діаметр– 20 см Пропонуєтьсяся для зберігання інформації про радіоактивні відходи 1http://www.channelnewsasia.com/stories/afp_world_business/view/1227752/1/.html 2http://news.sciencemag.org/sciencenow/2012/07/a-million-year-hard-disk.html?ref=hp

17. Оптичний носій 5D Система відтворення з 5D оптичного носія: (а) визначення двопроменезаломлення в трьох окремих шарах; (b) збільшений масив точок 5 на 5; (с) розподіл у верхньому інформаційному шарі, (d) розподіл повільної осі верхнього шару; (e, f) збільшена нормалізована матриця та повільна вісь цієї матриці; (b), (g), (h) дані в двійковому коді, що були отримані за допомогою (e) та (f).

18. Запис QR-кодом Вольфрамовий диск • Лист паперу А4 • Запис QR-кодом 150х150 з роздільною здатністю 450: • загальна ємність – 800 кбайт • щільність записаної інформації – 13 байт/мм2 • CD-ROM • щільність записаної інформації – 67 300байт/мм2 • DVD-ROM • щільність записаної інформації – 488 700байт/мм2 QR-код 150х150. Загальна ємність – 932 байта. Кожен піксельвеликого QR-коду являєсобою маленький QR-код.

19. Система зчитування даних з сапфірового диску 1 – лазерний світлодіод2 – дифракційна гратка 3 – світлоподільний кубик4 – чвертьхвильова пластина5 – фокусуюча лінза 6 – компенсуюча пластина7 – підкладка носія

20. Компенсація поляризаційних аберацій в сапфіровій підкладці

21. Розподіл інтенсивності випромінення в меридіональний площині сфокусованої плями Відстань між фокусами звичайного та незвичайного променів= 10 мкм

22. б) із застосуваннямкомпенсуючої пластини Якість фокусування системи а) без застосування компенсуючої пластини

23. Варіанти застосування сапфірового диску сапфір сапфір сапфір Рельєфний запис (CD, DVD, BD) Магнітооптичний запис Перфораційний запис

24. Фізико-хімічнівластивості сапфіру в порівнянні з іншими матеріалами, що можуть використовуватися для виготовлення оптичних дисків

25. Підкладка сапфірового диску 1. Оптична вісь кристала (ось Z) має бути перпендикулярною до площини А з точністю 5′. 2. Обробка поверхні виконується методом глибокого шліфування та поліровки.

26. Профіль поверхні підкладок Поверхня сапфіру Поверхня скла

27. Процес виготовлення сапфірового диску 1 – прозорапідкладка з сапфіру 2 – шар фоторезисту 3 – сфокусованийлазернийпромінь 4 – маска 5 – іоннийпромінь 6 – металевий шар 7 – захисний шар Пат. 81519 Україна, МПК G 11 B 7/26. Спосіб виготовлення оптичного носія для довготермінового зберігання даних / Петров В. В., Крючин А. А., Шанойло С. М., Бєляковський В. О., Горбов І. В.; заявник та власник Ин-т проблем реєстрації інформації НАН України.

28. Аналіз поверхні інформаційного рельєфу оптичного диску Скло Сапфір

29. Станція лазерного запису

30. Установка йонно-променевого травлення 1 - підкладка; 2 - емітер електронів; 3 - електронна хмара; 4 - нейтралізований іонний промінь; 5 - іонний промінь; 6 - електромагнітна котушка; 7 - заземлений анод; 8 - зовнішнє кільце катоду; 9 - внутрішнє кільце катоду; 10 - ізолятор з газоводом; 11 - ізолятор; 12 – подача газу.

32. Що має бути збережено • Наукові знання. • Генетична інформація біологічних видів. • Інформація щодо радіоактивних сховищ. • Найважливіша технічна та технологічна докумнетація. • Культурне надбання. • Інше.

33. Дякую за увагу!