ذرهآبینآهای لیزری امروز، حافظهآهای نوری آینده
فناوری نانوآنتن یک اشعهآ لیزر را برای ایجاد یک نقطهآ بسیار کوچک نور، متمرکز میآکند و همین مسئله سبب میآشود که هر بیت داده بر روی یک دیسک نوری فضای کوچکی را اشغال کند.
علاوه بر این میآتوان از این فناوری در ابزارهای دیگری مانند ذرهآبینآها و طیــفآنماهای (spectroscopy) لیزری استفاده کرد. محققان دانشگاه هاروارد اعلام کردهآاند که این فناوری در ابتدای کار، بجای استفاده در حافظهآهای نوری بیشتر در این نوع دستگاهآها مورد استفاده قرار بگیرد.
همآاکنون محققان نگاه خود را به عکسآالعمل سازندگان و فروشندگان حافظهآهای نوری معطوف کردهآاند.
پروفسور Capasso میآگوید: "واضح است که تقاضا برای حافظهآهای نوری با حجم ذخیره بالاتر احساس میآشود، اما برای رسیدن به مراحل عملی این پروژه، کار زیادی نیاز است. مثلاً ابتدا باید هد (Head) مخصوص خواندن و نوشتن را طراحی کنیم، اما با این وجود مسیر مشخص است."
ایشان همچنین عنوان کردهآاند که چندین شرکت مختلف برای حمایت گروه تحقیق به منظور گسترش این فناوری اعلام آمادگی کردهآاند. دانشگاهآهای بزرگی مانند هاروارد، برای انجام تحقیقات لازم بر روی این پروژهآها، زمان، منابع و نیروی فکری مورد نیاز را دارا میآباشند. چیزی که صنعت معمولاً فاقد آن است.
به گفته ایشان: "امروزه روند تبدیل یک اختراع به یک محصول تجاری بطور متوسط حدوداً ده سال زمان نیاز دارد و با اینکه این فناوری نیروی بالقوه زیادی دارد اما در مدت یک شب به ثمر نخواهد رسید."
به گفتهآی پروفسور Crozier، آنآها به تحقیق بیشتر، گسترش فعالیتآهای خود و در انتها فروش این محصول توسط یک شرکت بزرگ تجاری نیاز دارند.
ساختار لیزر نانوآنتن
لیزر نانوآنتن از یک آنتن نوری مصنوعی بر روی سطح لیزر (مکانی که در آنجا خروجی نور - light output وجود دارد) تشکیل شده است. آنتن نوری از دو مستطیل طلایی با گوشهآهای خمیده تشکیل شده است؛ که هر کدام از آنآها 130 نانومتر طول دارند و با فاصلهآی 30 نانومتری از یکدیگر جدا شدهآاند
محققان برای ساخت لیزر نانوآنتن با تبخیر لایهآ طلا، آن را مستقیماً به لیزر تبدیل میآکنند. آنآها سپس به منظور شکل دادن آنتن، به کمک یک اشعه یونی متمرکز شده، برخی نواحی طلا را حذف میآکنند.علت استفاده محققان از طلا برای ساخت آنتن این است که طلا در فرکانسآهای نوری، قابلیت هدایت بالایی دارد. علاوه بر این سطوح طلا نسبت به فلزهای دیگر، کمتر در معرض صدماتی چون شکنندگی و تیرگی قرار میآگیرند.
پروفسور Crozier میآگوید: "طراحی آنتن، مخصوصاً اندازهآ طول آن، با توجه به طول موج لیزر باید قابل تغییر باشد." ایشان میآافزایند: "زمانی که نور لیزر، آنتن نوری را ساطع میآکند، بارهای الکتریکی بر روی آنتن به دو جهت مخالف حرکت میآکنند و بدین ترتیب در ناحیهآ بین دو مستطیل ، بارهای ناهمنام در مقابل یکدیگر قرار میآگیرند (تصویر B).
بارهای ناهمنام باعث میآشوند که آنتن، نور لیزر را بشدت در یک نقطه متمرکز کند (تصویر A). محققان دانشگاه هاروارد اندازهآ این نقطه را 40 در 100 نانومتر اعلام کردهآاند. این در حالی است که بدون استفاده از آنتن نوری قطر این نقطه (به شکل دایره) 400 نانومتر خواهد بود. حتی ممکن است محققان شکل آنتن را به شکلی مانند کروات تغییر دهند (تصویر C).
پروفسور Crozier میآگوید: "ما انتظار داریم که طراحی کروات شکل، نقطهآی کوچکتری را تولید کند. به علاوه ما نقاط نورانی را در فواصل دورتر از لبهآهای آنتن مشاهده کردیم که البته شدت روشنایی نقاط موجود در فاصلهآ دو مستطیل را ندارند و قصد داریم توسط این طراحی جدید سایر نقاط نورانی را از بین ببریم."
حافظه ترابایتی
محققان دانشگاه هاروارد هنوز توانایی فناوری نانوآنتن را برای ذخیرهآ اطلاعات در دیسکآهای نوری نشان ندادهآاند. اما با این وجود تحقیقات آنآها نشان میآدهد که این پروژه با اصلاحات مناسبی، عملی خواهد شد.
در زمان معرفی فناوری نانوآنتن در اواخر سال 2006، پروفسور Crozier عنوان کرد که: "محققان از یک لیزر مادون قرمز با طول موج 830 نانومتر استفاده کردند. اما بطور کلی آنتن با هر لیزری سازگاری دارد."
با این وجود به گفتهآ پروفسور Capasso و Crozier، آنآها برای استفاده از فناوری نانوآنتن بر روی دیسک نوری، نیاز به ابزار ذخیرهآسازی (Storage medium) پیشرفتهآتری دارند تا لیزر بتواند در فاصلهآ 10 تا 20 نانومتری بالای سطح دیسک نوری بلغزد(محققان بدلیل نزدیک بودن لیزر به سطح حافظه نوری، معمولاً این پدیده را «فناوری حافظه نوری near-field» میآنامند).
پروفسور Crozier میآگوید: "اگر استفاده از فناوری لیزر نانوآنتن در دیسکآهای نوری عملی شود، انتظار دارم که بتوان از دیسکآهایی با مواد اولیه مشابه سیآدیآها و DVDها استفاده کرد. اما با این وجود طراحی دیسکآها نیازمند تغییر است. زیرا سطح دیسک نوری باید به لیزر نانوآنتن بسیار نزدیک باشد تا لیزر نانوآنتن، نور را در یک نقطه بسیار کوچک متمرکز کند. در غیر اینصورت اشعهآهای نور پخش میآشوند."
در عین حال این مسئله نیاز به تحقیق و بررسی مختص به خود را دارد. اما پروفسور Capasso مطمئن است که محققان موفق خواهند شد و میآگوید: "ما مجبور هستیم که لیزر را در فاصله 10 نانومتری از سطح دیسک قرار دهیم و از فناوری near-field استفاده کنیم. چگونگی انجام این کار را از فناوری هارد دیسک آموختهآایم .
در هارد دیسک ، هد خواندن و نوشتن ، فاصله بسیار کمی با سطح دیسک دارد و به دلیل گردش سریع دیسک ، هد بر روی بالشتکی از هوا قرار. دارد.
