高密度光存儲(chǔ)技術(shù)是一種利用光學(xué)原理來(lái)存儲(chǔ)和檢索大量數(shù)據(jù)的技術(shù)。它通過(guò)激光與介質(zhì)的相互作用使介質(zhì)發(fā)生物理、化學(xué)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的編碼、存儲(chǔ)和讀取，以實(shí)現(xiàn)高密度、高速度和高穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

其基本物理原理是：存儲(chǔ)介質(zhì)受到激光照射后，介質(zhì)的某種性質(zhì)(如反射率、反射光極化方向等)發(fā)生改變，介質(zhì)性質(zhì)的不同狀態(tài)映射為不同的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的讀出則通過(guò)識(shí)別存儲(chǔ)單元性質(zhì)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。所有基于光盤(pán)的光存儲(chǔ)都基于相同的技術(shù)原理：聚焦光束人射到光盤(pán)上，如果光盤(pán)上已經(jīng)存在記錄信息，反射光的特征，例如，光強(qiáng)、光的相位或者光的偏振狀態(tài)將發(fā)生某種變化，通過(guò)電子系統(tǒng)處理可以再現(xiàn)原始記錄的數(shù)據(jù)信息，這就是光盤(pán)的基本讀出過(guò)程。具體來(lái)說(shuō)，就是讀取信息時(shí)，激光掃描介質(zhì)，在凹坑處由于反射光與入射光相互抵消入射光不返回，而在未燒蝕的無(wú)凹坑處，入射光大部分返回。這樣，根據(jù)光束反射能力的不同，就可以把存儲(chǔ)介質(zhì)上的二進(jìn)制信息讀出，然后再將這些二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換成為原來(lái)的信息。

傳統(tǒng)光存儲(chǔ)中，絕大部分商品化光盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)中所用的記錄介質(zhì)的記錄機(jī)理都是熱致效應(yīng)。利用從激光束吸收的能量，作為高度集中的、強(qiáng)大的熱源，促使介質(zhì)局部熔化或蒸發(fā)，通常稱為燒蝕記錄。對(duì)于特定的高密度存儲(chǔ)用途，可以選擇不同的機(jī)制：雙光子異構(gòu)化(TPI)和激光誘導(dǎo)表面變形。TPI可以產(chǎn)生巨大的雙折射，實(shí)現(xiàn)高信噪比(>20d B)的多維可逆存儲(chǔ)。隨著記錄能量的增加，表面發(fā)生偏振相關(guān)的形變，這不僅有利于多級(jí)存儲(chǔ)，而且提高了讀出信號(hào)和存儲(chǔ)穩(wěn)定性。光致表面形變當(dāng)記錄劑量(曝光時(shí)間或記錄功率)增加到臨界閾值以上時(shí)，材料表面將形成偏振相關(guān)的形變[23，24]。與其他激光類型的熱燒蝕不同，飛秒激光引起的表面變形一般歸因于電場(chǎng)力驅(qū)動(dòng)的聚合物分子的大規(guī)模遷移。[3]

了解光存儲(chǔ)相對(duì)于磁存儲(chǔ)方法的優(yōu)勢(shì)，需要從原理上理解它們的根本區(qū)別，傳統(tǒng)的磁記錄的寫(xiě)入原理是將隨時(shí)間變化的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為在線性或者旋轉(zhuǎn)的鐵磁性材料中的磁化強(qiáng)度和方向的空間變化，傳統(tǒng)的磁記錄讀出原理是將分布于磁性材料中的磁化方向和強(qiáng)度的空間變化，通過(guò)線性或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，利用磁電轉(zhuǎn)化元件，轉(zhuǎn)換為隨時(shí)間變化的電信號(hào)。每次處理或翻轉(zhuǎn)一點(diǎn)信息時(shí)，驅(qū)動(dòng)器都會(huì)使用磁場(chǎng)通過(guò)線圈傳導(dǎo)熱量，從而燃燒大量能量。相反，如果驅(qū)動(dòng)器可以在磁層上使用激光脈沖，則該器件將在較低的電壓下運(yùn)行，并且位翻轉(zhuǎn)所需的能量將大大減少。[4]

隨著記錄密度的提高(目前的硬盤(pán)記錄密度已經(jīng)能夠達(dá)到 30Gb/cm2)，能夠獲得的感生電流的強(qiáng)度和信噪比已經(jīng)過(guò)小，造成讀入設(shè)備的誤碼率已經(jīng)不能達(dá)到要求。計(jì)算機(jī)和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展使越來(lái)越多的信息內(nèi)容以數(shù)字化的形式記錄、傳輸和存儲(chǔ)，對(duì)大容量信息存儲(chǔ)技術(shù)的研究也隨之不斷升溫。

與傳統(tǒng)的磁存儲(chǔ)技術(shù)（如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器）相比，高密度光存儲(chǔ)技術(shù)具有更高的存儲(chǔ)密度和更快的數(shù)據(jù)訪問(wèn)速度，同時(shí)具有更好的數(shù)據(jù)保持性和耐用性。

隨著激光技術(shù)的不斷成熟，尤其是半導(dǎo)體激光器的成熟應(yīng)用，使得光存儲(chǔ)從最初的微縮照相發(fā)展成為快捷、方便、容量巨大的存儲(chǔ)技術(shù)，各種光存儲(chǔ)技術(shù)紛紛產(chǎn)生。與磁介質(zhì)存儲(chǔ)技術(shù)相比，光存儲(chǔ)具有壽命長(zhǎng)、非接觸式讀/寫(xiě)、信息位的價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。從二十世紀(jì)六十年代開(kāi)始一經(jīng)發(fā)展就迅速流行[1]，已普及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。直到近些 年來(lái)，隨著全固態(tài)硬盤(pán)(solid state hard drive, SSD)、硬盤(pán)(hybrid hard disk, HHD)等存儲(chǔ)技術(shù)的快速發(fā)展，其存儲(chǔ)密度、容量不斷增大和成本不斷降低，以及網(wǎng)速的不斷提高、云存儲(chǔ)的普及，經(jīng)歷了數(shù)代進(jìn)步的光盤(pán)市場(chǎng)開(kāi)始不斷萎縮。

但隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，主流的數(shù)據(jù)保存方法，例如 SSD 存儲(chǔ)存在單位成本高的問(wèn)題，同樣存儲(chǔ)容量的 SSD 比 HDD 貴得多；而 HDD 雖然單位成本低，適合做大容量存儲(chǔ)，但讀寫(xiě)速度遠(yuǎn)不如 SSD。而且 SSD和 HDD 壽命都只有 3 年~5 年。磁帶庫(kù)具有存儲(chǔ)密度高，成本低的優(yōu)點(diǎn)，但每 10 年左右就要進(jìn)行遷移，需要恒溫恒濕的保存環(huán)境，抵御強(qiáng)電磁場(chǎng)的能力差。在此情況下，面對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代長(zhǎng)期保存、低能耗、高可靠的存儲(chǔ)要求，光存儲(chǔ)技術(shù)又開(kāi)始受到重視和發(fā)展[2]。

上圖顯示了50年來(lái)單個(gè)單元讀/寫(xiě)和空閑狀態(tài)的電力消耗比較。在此比較中，單個(gè)HDD單元通常用于讀/寫(xiě)消耗20 W，并且以這種方式用于每年100小時(shí)。在空閑狀態(tài)下，每小時(shí)功耗為10w。單個(gè)ODS單元的讀寫(xiě)功耗為7w，每年以這種方式使用100小時(shí)。成本是根據(jù)假設(shè)計(jì)算出來(lái)的[1]

為了提高存儲(chǔ)密度和數(shù)據(jù)傳輸速率，未來(lái)主流光存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展的另一個(gè)重要目標(biāo)將是增加在光盤(pán)中制造的存儲(chǔ)層的數(shù)量。光存儲(chǔ)正在由長(zhǎng)波向短波、低維向高維(即由平面向立體)、遠(yuǎn)場(chǎng)向近場(chǎng)、光熱效應(yīng)向光子效應(yīng)、逐點(diǎn)存儲(chǔ)向并行存儲(chǔ)發(fā)展。

1. 多層光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)：這種技術(shù)通過(guò)增加光盤(pán)的存儲(chǔ)層數(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量的大幅提升。傳統(tǒng)的DVD和藍(lán)光技術(shù)分別支持單層和雙層存儲(chǔ)，而多層光盤(pán)技術(shù)可以支持更多的數(shù)據(jù)層，從而顯著增加存儲(chǔ)容量。信息的寫(xiě)入和讀出通常是通過(guò)將一束或多束激光束聚焦到 3D 介質(zhì)中來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

2. 三維光存儲(chǔ)技術(shù)：三維光存儲(chǔ)技術(shù)通過(guò)在多個(gè)維度（通常是三個(gè)空間維度）上存儲(chǔ)信息，來(lái)實(shí)現(xiàn)高密度存儲(chǔ)。這種技術(shù)可以在同一體積內(nèi)存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，比傳統(tǒng)的二維存儲(chǔ)技術(shù)（如CD、DVD）的存儲(chǔ)密度要高得多。包括可超越光學(xué)衍射極限的雙光子吸收 (two-photon absorption，TPA)三維光存儲(chǔ)，基于遠(yuǎn)場(chǎng)超分辨受激發(fā)射損耗(stimulated emission depletion， STED)熒光顯微三維光存儲(chǔ)技術(shù)；

寫(xiě)入過(guò)程是通過(guò)使用商用可調(diào)諧鈦藍(lán)寶石振蕩器完成的，該振蕩器通過(guò)自制顯微鏡中的高數(shù)值孔徑透鏡聚焦。納米棒有一個(gè)閾值溫度，在該溫度下，它們會(huì)熔化并重整為更短的棒或球體。這種光熱重塑發(fā)生的程度取決于輸入波長(zhǎng)及其相對(duì)于入射偏振的對(duì)齊。因此，可以從焦點(diǎn)體積中存在的大量桿中選擇單個(gè)桿;只有那些具有適當(dāng)長(zhǎng)度和方向的桿才會(huì)被轉(zhuǎn)換為球體，表示與這些參數(shù)相對(duì)應(yīng)的枯竭的局部桿群：數(shù)據(jù)點(diǎn)。

3. 全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)：全息存儲(chǔ)是一種利用光的干涉和衍射原理，將數(shù)據(jù)以全息圖的形式在介質(zhì)中存儲(chǔ)和再現(xiàn)的技術(shù)。全息存儲(chǔ)不僅可以在兩維平面上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還可以利用介質(zhì)的深度，實(shí)現(xiàn)高密度存儲(chǔ)。采用三維體存儲(chǔ)模式，其理論存儲(chǔ)密度為1/λ3。由于存儲(chǔ)密度提升了一個(gè)維度，因此可以將現(xiàn)有的光存儲(chǔ)密度提升幾個(gè)數(shù)量級(jí)。一般光學(xué)體全息數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)理為：待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)(數(shù)字或模擬)經(jīng)空間光調(diào)制器(SLM)被調(diào)制到信號(hào)光上，形成一個(gè)二維信息頁(yè)，然后與參考光在記錄介質(zhì)中干涉形成體全息圖從而完成信息的記錄讀出時(shí)使用和原來(lái)相同的參考光尋址，可以讀出相應(yīng)地存儲(chǔ)在晶體中的全息圖。利用體全息圖的布拉格選擇性，改變參考光的入射角度或波長(zhǎng)，就可在一個(gè)單位體積內(nèi)復(fù)用多幅圖像，實(shí)現(xiàn)多重存儲(chǔ)，達(dá)到超高密度存儲(chǔ)的目的。

4. 超快激光直寫(xiě)技術(shù)實(shí)現(xiàn)大容量、超長(zhǎng)壽命的多維光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，特別是微納米結(jié)構(gòu)技術(shù)，以其快速、高精度的能量沉積等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在透明材料中得到了廣泛的研究。與更長(zhǎng)的激光脈沖(大于幾皮秒)相比，飛秒激光脈沖可以在非熱狀態(tài)下在材料內(nèi)部產(chǎn)生修改而不會(huì)造成附帶損害，這表明飛秒激光是極具潛力的3D光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具。

5. 多階光存儲(chǔ)技術(shù)：傳統(tǒng)的光存儲(chǔ)系統(tǒng)中，二元數(shù)據(jù)序列存儲(chǔ)在記錄介質(zhì)中，記錄符只有兩種不同的物理狀態(tài)，例如只讀光盤(pán)中交替變化的坑岸形貌。如將數(shù)據(jù)流調(diào)制成M進(jìn)制數(shù)據(jù)(M>2)，令調(diào)制后的數(shù)據(jù)與記錄介質(zhì)的M種不同物理狀態(tài)相對(duì)應(yīng)，即可實(shí)現(xiàn)M階存儲(chǔ)。如圖所示的坑深調(diào)制多階存儲(chǔ)，就是通過(guò)改變信息符的深度來(lái)實(shí)現(xiàn)多值存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)流經(jīng)調(diào)制轉(zhuǎn)換成盤(pán)基多種不同坑深的變化，即可實(shí)現(xiàn)多階坑深存儲(chǔ)。[9]

6. 近場(chǎng)光學(xué)存儲(chǔ)技術(shù)：傳統(tǒng)光驅(qū)使用包含物鏡的光學(xué)頭進(jìn)行寫(xiě)、讀、擦操作，由于物鏡距盤(pán)片記錄層多為幾個(gè)毫米，屬于遠(yuǎn)場(chǎng)光存儲(chǔ)方式，光無(wú)法聚焦成直徑小于半波長(zhǎng)的點(diǎn)，存儲(chǔ)密度受到了限制。近場(chǎng)光學(xué)存儲(chǔ)采用的是近場(chǎng)光，它是由記錄介質(zhì)與光源在小于半波長(zhǎng)量級(jí) 的距離時(shí)獲得的隱失光。隱失光為非傳輸光，當(dāng)距離超過(guò)波長(zhǎng)量級(jí)時(shí)迅速衰減到接近于零。近場(chǎng)光學(xué)存儲(chǔ)的基本原理就是通過(guò)亞波長(zhǎng)尺寸的光學(xué)頭和亞波長(zhǎng)尺寸的距離控制，實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)尺寸的光點(diǎn)記錄。只要將光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)放在近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡中，保持光學(xué)探針與存儲(chǔ)介質(zhì)的距離在近場(chǎng)范圍內(nèi)，則在存儲(chǔ)介質(zhì)中形成的記錄點(diǎn)尺寸就可能在亞波長(zhǎng)量級(jí)內(nèi)，從而克服衍射極限，實(shí)現(xiàn)高密度存儲(chǔ)。近場(chǎng)超越光學(xué)衍射極限光學(xué)存儲(chǔ)，包括近場(chǎng)探針掃描顯微(scanning probe microscopy，SPM)存儲(chǔ)、近場(chǎng)固體浸沒(méi)透鏡(solid immersion lens，SIL)存儲(chǔ)和超分辨近場(chǎng)結(jié)構(gòu) (super-resolution near-field structure ，super-RENS)存儲(chǔ)

在對(duì)高效、可靠的存儲(chǔ)解決方案的需求不斷增長(zhǎng)的數(shù)字時(shí)代，高密度光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)變得越來(lái)越重要。飛秒激光器以其超短脈沖持續(xù)時(shí)間為特征，已成為這些存儲(chǔ)解決方案發(fā)展的關(guān)鍵參與者。它們?cè)谖⒂^和納米尺度上精確操縱材料的能力使它們成為高密度光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)應(yīng)用的理想選擇。涉及全息存儲(chǔ)、雙光子吸收存儲(chǔ)以及近場(chǎng)光學(xué)技術(shù)，利用飛秒脈沖激光在納米尺度下創(chuàng)建修改區(qū)域，編碼多級(jí)和多路復(fù)用信息，以顯著擴(kuò)展存儲(chǔ)容量。高功率飛秒激光技術(shù)的發(fā)展為實(shí)現(xiàn)超高密度光存儲(chǔ)提供了一種高可行性的方案。

鐿鐳飛秒的HELIOS系列高功率飛秒激光器，在提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度和讀寫(xiě)速度方面發(fā)揮了重要作用，由于其窄脈寬的特性，允許在不損傷周圍材料的情況下，對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行極其精細(xì)的加工。這意味著可以在更小的空間內(nèi)創(chuàng)建存儲(chǔ)單元，無(wú)需擔(dān)心因加工過(guò)程產(chǎn)生的熱損傷而影響數(shù)據(jù)的完整性。使其能夠在存儲(chǔ)介質(zhì)上制作極其細(xì)小的標(biāo)記，這允許在相同空間內(nèi)存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。通過(guò)精確控制激光脈沖的能量和持續(xù)時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)據(jù)編碼模式，從而極大地提高存儲(chǔ)密度和存儲(chǔ)介質(zhì)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和可靠性。HELIOS系列高功率飛秒激光器還可以用于開(kāi)發(fā)新型存儲(chǔ)介質(zhì)，如通過(guò)在玻璃或其他透明材料中創(chuàng)建微納結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)高密度存儲(chǔ)，搭配鐿鐳開(kāi)發(fā)的AURORA系列光參量放大器，通過(guò)調(diào)諧激發(fā)波長(zhǎng)尋找可以對(duì)存儲(chǔ)材料特異性激發(fā)的特殊波長(zhǎng)，開(kāi)發(fā)新型大容量光存儲(chǔ)材料。也通過(guò)使用具有較高重復(fù)頻率的飛秒激光器并對(duì)每個(gè)體素多于8個(gè)狀態(tài)(3Bit)的熒光強(qiáng)度進(jìn)行編碼，可以進(jìn)行更高速的記錄飛秒激光誘導(dǎo)材料熒光基團(tuán)來(lái)實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。

另外在研究光磁相互作用的實(shí)驗(yàn)中，采用飛秒磁光成像技術(shù)研究磁化轉(zhuǎn)換的超快動(dòng)力學(xué)。用單個(gè)泵浦脈沖記錄磁區(qū)，并用中心波長(zhǎng)為800 nm的單個(gè)40fs非聚焦探測(cè)脈沖成像；激光誘導(dǎo)磁化過(guò)程。為了研究飛秒激光脈沖在YIG：Co薄膜中誘導(dǎo)的自旋振蕩，我們還利用磁光泵浦探測(cè)方法進(jìn)行了常規(guī)的時(shí)間分辨測(cè)量。泵浦脈沖的持續(xù)時(shí)間為50fs，以500kHz的重復(fù)頻率打到樣品處。

時(shí)間分辨磁化動(dòng)力學(xué)和單次成像原理圖。附圖顯示了單脈沖激光激發(fā)YIG:Co形成的磁疇的磁光可視化。[11]

2012 年，PennWell's Strategies Unlimited（加利福尼亞州）預(yù)測(cè)，在大約 76 億美元的激光市場(chǎng)中，近 7.85 億美元（占總市場(chǎng)的 10% 以上）用于光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)激光器的銷售。[13] 2021 年 11 月，美國(guó)國(guó)會(huì)通過(guò)了《國(guó)防授權(quán)法案》（NDAA），要求建立國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)中心 （NSTC）。美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)中心（National Semiconductor Technology Center）的卓越內(nèi)存聯(lián)盟建議。[14]因此對(duì)這些迅速增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)量進(jìn)行存檔的需求不斷增長(zhǎng)。另一方面，處理大量數(shù)據(jù)歸檔的數(shù)據(jù)中心更是特別需要降低存儲(chǔ)成本(初始成本和運(yùn)營(yíng)成本)。光存儲(chǔ)可以作為一種非常有前途的大容量存儲(chǔ)解決方式，但為了真正滿足未來(lái)這些數(shù)據(jù)中心的需求，增加光存儲(chǔ)容量密度是必需的。松下、索尼等公司也早都開(kāi)始了新型高密度大容量光存儲(chǔ)技術(shù)的開(kāi)發(fā)[15]

之后隨著光存儲(chǔ)的發(fā)展和用戶意識(shí)的普及，2017 年下半年，光存儲(chǔ)進(jìn)入快速發(fā)展階段，從 2018年到 2019 年將有一個(gè)很大的突破點(diǎn)[29]，如單個(gè)光盤(pán)存儲(chǔ)容量將達(dá)到或超過(guò) 500 G，并不斷降低存儲(chǔ)成本。預(yù)計(jì)在 2022 年左右與光存儲(chǔ)相關(guān)的單項(xiàng)技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)將達(dá)到穩(wěn)定，并使得存儲(chǔ)購(gòu)買(mǎi)成本達(dá)到或低于 1 美分/GB。

未來(lái)光存儲(chǔ)技術(shù)研究將主要圍繞兩個(gè)大的方向并行：新的存儲(chǔ)方式工程化和研發(fā)性能更優(yōu)良的存儲(chǔ)介質(zhì)材料。目前，最有望工程化的是雙光束超分辨技術(shù)和玻璃存儲(chǔ)技術(shù)。由于各種存儲(chǔ)技術(shù)都以提高存儲(chǔ)容量、密度、可靠性和數(shù)據(jù)傳輸率為主要發(fā)展目標(biāo)。因此在未來(lái) 5 到 10 年內(nèi)，光存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)仍然是以超大容量、超高效率、超高吞吐率、低成本及廣泛兼容性的云存儲(chǔ)產(chǎn)品為主要目標(biāo)，通過(guò)完善并依據(jù)相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，各行各業(yè)普及高性能低成本大數(shù)據(jù)光存儲(chǔ)。

可以合理地預(yù)測(cè)，在不久的將來(lái)，OSA將在大數(shù)據(jù)技術(shù)領(lǐng)域獲得巨大的份額，全球市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到每年300億美元。與蓬勃發(fā)展的芯片和激光技術(shù)一起，OSA作為數(shù)據(jù)流的中繼站或信息歸檔的倉(cāng)庫(kù)，將能夠推動(dòng)一種全新的全光信息管理范式，走向大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的可持續(xù)未來(lái)。[16]

近年來(lái)，隨著各類光存儲(chǔ)技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)理論存儲(chǔ)密度不斷攀升。這使得光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)具備了克服磁控存儲(chǔ)技術(shù)等傳統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式在高能耗和低壽命等方面缺點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)，尤其在大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前，商用光存儲(chǔ)系統(tǒng)主要以二維數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)為主，研發(fā)重點(diǎn)集中在提升數(shù)據(jù)存儲(chǔ)面密度。然而，關(guān)于開(kāi)發(fā)和提升信息存儲(chǔ)體密度的研究及商業(yè)化應(yīng)用仍有巨大的發(fā)展空間。通過(guò)深入研發(fā)各類高密度光存儲(chǔ)技術(shù)，有望在信息存儲(chǔ)密度、讀寫(xiě)速度及使用壽命穩(wěn)定性等方面實(shí)現(xiàn)光學(xué)存儲(chǔ)技術(shù)的巨大提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單設(shè)備數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量的幾何級(jí)增長(zhǎng)。